Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/70962
Title: สายอากาศจากสะท้อนเดี่ยวดัดรูปสำหรับพื้นที่ครอบคลุมซับซ้อน
Other Titles: A single shaped reflector antenna for complex coverage
Authors: วิลาส วงศ์แจ่มบุญ
Advisors: ฉัตรชัย ไวยาพัฒนกร
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
Subjects: สายอากาศแบบจานสะท้อนคลื่น
Issue Date: 2543
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: ในการติดต่อสื่อสารผ่านดาวเทียม อุปกรณ์ที่สำคัญสำหรับการส่งและรับสัญญาณในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือสายอากาศจานสะท้อน ลำคลื่นที่ออกจากสายอากาศดาวเทียมต้องครอบคลุมพื้นที่ที่ต้องการ ลดการรบกวนของสัญญาฌและลดการสูญเสียของกำลังคลื่นในบริเวณพื้นที่ที่ไม่ต้องการ จึงไต้มีการออกแบบให้สายอากาศคาวเทียมสามารถจัดรูปลำคลื่นได้งานวิจัยนี้เลือกใช้สายอากาศจานสะท้อนเดี่ยวดัดรูปและสายอากาศป้อนกำลังคลื่นแบบเดี่ยว ซึ่งมีข้อดีคือโครงสร้างของสายอากาศไม่ซับช้อน น้ำหนักเบา การลดทอนของกำลังสัญญาณน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้สายอากาศจานสะท้อนเดี่ยวพาราโบลิกกับสายอากาศแถวลำดับจัดรูปลำคลื่น เนื่องจากสัญญาณไม่ต้องผ่านโครงข่ายสร้างลำคลื่น งานวิจัยนี้นำเสนอกรรมวิธีสังเคราะห์สายอากาศจานสะท้อนเดี่ยวดัดรูปโดยใช้ทัศนศาสตร์กายภาพเนื่องจากสะดวกในการสังเคราะห์ ส่วนการวิเคราะห์แบบรูปการแผ่พลังงานไต้ใช้ทฤษฎีการเลี้ยวเบนเชิงกายภาพเพื่อให้ได้แบบรูปการแผ่พลังงานที่ถูกต้องยิ่งขึ้น พื้นผิวจานสะท้อนที่สังเคราะห์เป็นพื้นผิวที่เกิดจากการประมาณพื้นผิวด้วยสมการพหุนามอันดับสามรวมกับฮาร์มอนิกฟูริเยร์ รูปร่างพื้นผิวขึ้นอยู่กับการหาค่าเหมาะสมที่สุดของสัมประสิทธิ์แต่ละพจน์ของสมการนี้เพื่อให้ได้แบบรูปการแผ่พลังงานที่ต้องการ ผลการสังเคราะห์พบว่าสายอากาศจานสะท้อนเดี่ยวดัดรูปสามารถจัดรูปลำคลื่นให้มีรูปร่างทางเรขาคณิตอย่างง่ายได้ ได้แก่รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า รูปสามเหลี่ยม สำหรับพื้นที่ครอบคลุมซับช้อนได้ยกตัวอย่างพื้นที่ประเทศไทย ผลการสังเคราะห์พบว่าสายอากาศจานสะท้อนเดี่ยวดัดรูปสามารถจัดรูปลำคลื่นครอบคลุมประเทศไทย สามารถลดการสูญเสียของลำคลื่นในบริเวณอ่าวไทยและลดการรบกวนของลำคลื่นในบริเวณใกล้เคียง นอกจากการหาค่าเหมาะสมที่สุดของสัมประสิทธิ์สมการพื้นผิวจานสะท้อนแล้ว การนำค่าปัจจัยอื่นๆ ของระบบสายอากาศสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการจัดรูปลำคลื่นได้ ได้แก่ ขนาดทางกายภาพของสายอากาศป้อนกำลังคลื่น มุมเล็งของสายอากาศป้อนกำลังคลื่น เป็นต้น รูปร่างประเทศไทยรวมทั้งอ่าวไทยใกล้เคียงกับรูปร่างวงรี ดังนั้นการใช้สายอากาศจานสะท้อนเดี่ยวรูปพาราโบลิกที่มีช่องเปิดเป็นรูปวงรีและ การสังเคราะห์พื้นผิวจานสะท้อนโดยช่องเปิดเป็นรูปวงรี สามารถใช้จัดรูปลำคลื่นครอบคลุมพื้นที่ประเทศไทยได้ สายอากาศสร้างขึ้นมาจากการกัดผิวไม้แดงเพื่อให้ได้พื้นผิวที่ต้องการโดยเครื่องจักร CNC แล้วจึงนำมาเคลือบผิวจานสะท้อนด้วยแผ่นอะลูมิเนียมบางเพื่อให้ผิวสามารถสะท้อนคลื่นได้ การทดสอบสายอากาศใช้ย่านทดสอบสายอากาศชนิดสนามใกล้เชิงระนาบ เนื่องจากมีความสะดวกในการทดสอบสายอากาศโดยไม่ต้องใช้เนื้อที่สำหรับการทดสอบมาก ผลการทดสอบพบว่า แบบรูปการแผ่พลังงานที่ได้จากการวัดใกล้เคียงกับแบบรูปการแผ่พลังงานที่ได้จากการคำนวณโดยทฤษฎีการเลี้ยวเบนเชิงกายภาพ ส่วนความผิดพลาดของแบบรูปการแผ่พลังงานที่ได้จากวัดมีสาเหตุจากความผิดพลาดของตำแหน่งสายอากาศ ความผิดพลาดจากแบบรูปการแผ่พลังงานของสายอากาศป้อนกำลังคลื่น ความผิดพลาดจากสภาพแวดล้อมภายในห้องทดสอบ ความผิดพลาดจากการไม่เข้าคู่ระหว่างสายส่งกับสายอากาศจานสะท้อน และความสูญเสียต่างๆที่เกิดขึ้นในระบบสายอากาศ
Other Abstract: A shaped beam is required for a satellite antenna to cover the main region and reduce radiation level in the nearby regions. Such a coverage shape may easily be achieved with the use of an array feed at the cost of weight and loss inherent in the beam forming network. In order to avoid such cost, a shaped reflector type antenna is proposed. In this method, the shaped reflector antenna can be achieved by the use of all the optimized coefficients of the polynomial Fourier series (PFS) to produce the desired radiation pattern. Physical optics (PO) is employed in the synthesis stage and physical theory of diffraction (PTD) is employed to calculate the accurate far field pattern in the analysis stage. The shaped reflector antenna is designed to produce the coverage beam for the simple coverage such as a rectangle and a triangle. In a complex coverage such as the geopolitical area of Thailand, it is found that the shaped reflector antenna can produce a beam to cover the region with a reduced radiation pattern level in the nearby regions such as Burma, Combodia and the Gulf of Thailand. Furthermore, other antenna parameters can be used in the optimization procedure for enhancing the performance of the synthesized antenna, for instance, the physical dimension of the feed, the pointing angle of the feed. Because the geopolitical area of Thailand is like an ellipse, a shaped reflector antenna can be achieved by an elliptical aperture design for producing the radiation pattern. The fabricated shaped reflector antenna is made of wood (xylia kerrii) by CNC machining. Thin aluminium sheet is attached on the reflector surface for reflection. In this research , the shaped reflector antenna is synthesized to produce the coverage of Thailand. The plannar near-field antenna test range is used for the shaped reflector antenna testing. The measured pattern agrees well with the calculated pattern. However, there are some errors arising from the antenna position setting, the difference between the measured and the calculated radiation patterns from the feed, multiple reflection in the test range and loss in the antenna system.
Description: วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2543
Degree Name: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาโท
Degree Discipline: วิศวกรรมไฟฟ้า
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/70962
ISBN: 9743464468
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Wilard_wo_front_p.pdfหน้าปก สารบัญ และบทคัดย่อ913.55 kBAdobe PDFView/Open
Wilard_wo_ch1_p.pdfบทที่ 1822.72 kBAdobe PDFView/Open
Wilard_wo_ch2_p.pdfบทที่ 21.22 MBAdobe PDFView/Open
Wilard_wo_ch3_p.pdfบทที่ 33.06 MBAdobe PDFView/Open
Wilard_wo_ch4_p.pdfบทที่ 42.12 MBAdobe PDFView/Open
Wilard_wo_ch5_p.pdfบทที่ 5702.55 kBAdobe PDFView/Open
Wilard_wo_back_p.pdfบรรณานุกรมและภาคผนวก1.25 MBAdobe PDFView/Open


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