ก

โครงงาน วสดดดกลนคลนความถยาน 2.45 GHz ผด าเนนงาน 1. นางสาวจรยา สทธกล รหส B5610006 2. นางสาววณชชา ชรตน รหส B5613816 3. นางสาวศรสภค โมทยวารศร รหส B5621453 อาจารยทปรกษา ผชวยศาสตราจารย ดร. ปยาภรณ มสวสด สาขาวชา วศวกรรมโทรคมนาคม ภาคการศกษาท 1/2559 ……………………………………………………………………………………………………..

บทคดยอ ในปจจบนเราไดพฒนาน าคลนความถมามาประยกตใชในเทคโนโลยการสอสารโทรคมนาคมหลายรปแบบ เชน การสอสารเครอขายทองถนแบบไรสาย (Wireless Local Area Network ) เรยกอกอยางวา WLAN มาตรฐานทวางขอก าหนดของการท างานของอปกรณตางๆ ในเครอขายทองถนแบบไรสาย คอมาตรฐาน IEEE 802.11 สงสญญาณในยานความถ 2.45 GHz ซงบางชวงความถอาจไปรบกวนการท างานของระบบปฏบตการอนทใชความถใกลเคยง จงถอวามความเสยงทอปกรณทดงกลาว ถกรบกวนจะท าใหการท างานลาชาหรอไมกสามารถท างานไดเลย ดงนน ทางคณะผจดท าโครงงานนตระหนกถงปญหาทเกดขน จงไดออกแบบวสดทมพนผวเลอกดดกลนคลนความถในชวงความถของ WLAN ซงท างานท 2.45 GHz โดยใชโปรแกรม CST MICROWAVE STUDIO เพอทดสอบการท างานของความถและอปกรณทออกแบบไวใหไดตามวตถประสงคของการดดกลนคลนความถทไมตองการ การวดคาจะวดจากเครอง เครองวเคราะหโครงขาย (Network Analyzer) เพอใหไดความถกตองแมนย ายงขน

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ข

กตตกรรมประกาศ โครงงานฉบบนส าเรจลลวงลงไดดวยด เนองจากไดรบความกรณาอยางสงจาก ผชวยศาสตราจารย ดร.ปยาภรณ มสวสด อาจารยทปรกษาโครงงาน ทกรณาใหค าแนะน าปรกษาใหความอนเคราะหในเรองอปกรณ ตลอดจนปรบปรงแกไขขอบกพรองตางๆดวยความเอาใจใสอยางดยง ผท าโครงงานตระหนกถง ความตงใจจรงและความทมเทของอาจารยและขอกราบขอบพระคณเปนอยางสงไว ณ ทน ขอขอบพระคณ พๆทกทานซงเปนผใหความชวยเหลอ ขณะท าโครงงานในเ รองเครองมอ ใหขอมลตางๆ ทเออตอการท างานโครงงานน จนท าใหโครงงานนส าเรจลลวงไปไดดวยด อนง ผท าโครงงานหวงวา โครงงานฉบบนจะมประโยชนอยไมนอย จงขอมอบสวนด ทงหมดนใหแกเหลาคณาจารยทไดประสทธประสาทวชาจนท าใหผลงานวจยเปนประโยชนตอผทเกยวของและขอมอบความกตญญกตเวทตาคณ แดบดา มารดา และผม พระคณทกทาน ส าหรบขอบกพรองตางๆ ทอาจจะเกดขนนน ผท าโครงงานขอนอมรบผด และยนดทจะรบฟงค าแนะน าจากทกทานทไดเขามาศกษา เพอเปนประโยชนในการพฒนาโครงงานตอไป

คณะผจดท า นางสาวจรยา สทธกล B5610006

นางสาววณชชา ชรตน B5613816 นางสาวศรสภค โมทยวารศร B5621453

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ค

สารบญ

เรอง หนา บทคดยอ ก กตตกรรมประกาศ ข สารบญ ค สารบญภาพ ซ สารบญตาราง ฌ บทท 1 บทน า 1

1.1 ความเปนมาของโครงงาน 1 1.2 วตถประสงคของโครงงาน 1 1.3 ขอบเขตการท างาน 1 1.4 ขนตอนการท างาน 2 1.5 เนอหาทเสนอในโครงงาน 2

บทท 2 ทฤษฎและหลกการทเกยวของ 3 2.1 กลาวน า 3 2.2 ความเปนมาของเครอขายไรสาย 3 2.3 ความหมายของระบบเครอขายไรสาย 4 2.4 คณสมบตของคลน 7

2.4.1 การสะทอนกลบ (Reflection) 8 2.4.2 การหกเห (Refraction) 8 2.4.3 การแพรกระจายคลน (Diffraction) 9 2.4.4 การแทรกสอดของคลน (Interference) 10

2.5 คลนระนาบ (plane wave) 12 2.5.1 คลนระนาบในตวกลางทไมมการสญเสย 12 2.5.2 คลนระนาบในตวกลางทมการสญเสย 16

2.6 การตกกระทบตวกลางคลนแบบตงฉาก 19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ง

เรอง หนา 2.6.1 การตกกระทบตวน าสมบรณแบบตงฉาก 19 2.6.2 การตกกระทบไดเลกตรกแบบตงฉาก 23

2.7 พนผวเลอกความถผาน (Frequency Selective Surfaces:FSS) 26 2.7.1 องคประกอบของ FSS ส าหรบกรองความถตาง ๆ 27

2.7.2 คณสมบตของ FSS 29 2.7.3 ตวอยางการใชงานโดยใชหลกการของ FSS 30 2.7.4 ประเภทของ FSS 30 2.7.5 หลกการการวเคราะหและออกแบบ FSS 31 2.8 กลาวสรป 32

บทท 3 การออกแบบวสดดดกลนคลนความถยาน 2.45 GHz โดยใชโปรแกรม CST MICROWAVE STUDIO 33

3.1 กลาวน า 33 3.2 คาพารามเตอรของการออกแบบวสดดดกลนคลนความถ 33 3.3 วธการค านวณคาตาง ๆ ทใชในการออกแบบ 33 3.4 การจ าลองแบบดวยโปรแกรม CST MICROWAVE STUDIO 36 3.5 ผลการจ าลองแบบ 39 3.6 การออกแบบชนงานเพอสรางจรง 47 3.7 สรป 48

บทท 4 การทดสอบชนงานและวเคราะหผล 49 4.1 กลาวน า 49 4.2 วสดดดกลนคลนโดยใช FSS 49 4.3 ผลการวดทดสอบ 54 4.4 การเปรยบเทยบผล 59 4.5 สรป 59

บทท 5 บทสรปของโครงงาน 60

5.1 บทสรป 60 5.2 ปญหาและแนวทางในการแกไข 61

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

จ

เรอง หนา

5.3 ขอเสนอแนะ 62 5.4 แนวทางในการพฒนาตอไป 62

ประวตผเขยน 63 บรรณานกรม 64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ฉ

สารบญภาพ

ภาพท หนา

2.1 Tablet PC ซงมความสามารถเหมอน Notebook แตมน าหนกเบาและพกพาไดสะดวก 4 2.2 อปกรณ Access Point 5

2.3 Wireless Adapter 6 2.4 wifi certified 7 2.5 การสะทอนของคลนวทย 8 2.6 การหกหของคลนวทย 9 2.7 การเบยงเบนของคลนวทย 10 2.8 การ Interference ของ direct rays และ ground - reflected rays 11 2.9 คลนทเดนทางในทศทาง +z ตามสมการ (2.6) 14 2.10 ระนาบตกกระทบตวน าสมบรณแบบตงฉาก 20 2.11 คลนนงของ 11 EaE x และ 11 HaH y 22

2.12 คลนระนาบตกกระทบไดอเลกตรกแบบตงฉาก 23 2.13 ชนดของการตอบสนองความถแบบตางๆและผลของการตอบสนองแตละชนดโดยพนสเทาหมายถงพนผวของโลหะ 28 2.14 ลกษณะและรปรางของ elements 29 2.15 ตวอยางการใชงานโดยใชหลกการของ FSS 30 2.16 ประเภทของ FSS 31 2.17 ตวอยางการวเคราะหและออกแบบ FSS 31 3.1 การสราง First layerแบบ unit cell 36

3.2 การสราง Second layer แบบ unit cell 36 3.3 การตงคา Port 1 37 3.4 การตงคา Port 2 37 3.5 การตงคา Boundary Condition 38 3.6 การตงคาความถ ทใชในการ Simulation 38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ช

สารบญภาพ (ตอ)

ภาพท หนา 3.7 พารามเตอรของชนงานตนแบบ 39 3.8 ชนงานทออกแบบโดยคาพารามเตอรจากการค านวณ 40 3.9 คา S – Parameter จากการจ าลองผลของชนงาน 40 3.10 ผลการจ าลองแบบโดยมคา 𝑙2 = 26 mm 41 3.11 ผลการจ าลองแบบโดยมคา 𝑙2 = 24 mm 41 3.12 ผลการจ าลองแบบโดยมคา 𝑙2 = 22 mm 42 3.13 ผลการจ าลองแบบโดยมคา 𝑤2 = 1.7 mm 42 3.14 ผลการจ าลองแบบโดยมคา 𝑤2 = 2.7 mm 43 3.15 ผลการจ าลองแบบโดยมคา 𝑤2 = 3.7 mm 43 3.16 เปรยบเทยบการปรบคาพารามเตอร 𝑤2 44 3.17 ปรบพารามเตอร 𝑤2= 2.7 mm 44 3.18 ปรบพารามเตอร R = 29 mm 45 3.19 ปรบพารามเตอร R = 28 mm 45 3.20 ปรบพารามเตอร R = 27 mm 46 3.21 เปรยบเทยบการปรบคาพารามเตอร R 46 3.22 การจ าลองชนงานแบบ 5 5 47 3.23 การจ าลองผลของชนงานแบบ 5 5 47 4.1 วสดดดกลนคลนแผนหนาและแผนหลง 49 4.2 ชนงานตนแบบ 50 4.3 สายอากาศไมโครสตรปภาครบและภาคสงความถ 2.4 GHz 51 4.4 แบบรปการแผพลงงานของความถ 2.4 GHzรปแบบของมมกวาดและมมเงย 51 4.5 เครองวเคราะหโครงขาย 52 4.6 Flexible test port set 53 4.7 สายโคแอคเชยล 54 4.8 การจดวางอปกรณในการวดผล 54

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ซ

สารบญภาพ (ตอ)

ภาพท หนา 4.9 วางสายอากาศภาครบ-ภาคสง 55 4.10 ผลการวดทดสอบ S21ของสายอากาศไมโครสตรป 55 4.11 วางวสดดดกลนคลนไวระหวางสายอากาศภาครบ-ภาคสง 56 4.12 ผลการวดทดสอบ S21 ผานวสดดดกลนคลน 56 4.13 การตดตงการวดผลวสดดดกลนคลน 57 4.14 ผลการวดทดสอบ S21 ดการสะทอนคลนของวสดดกลนคลน 57

4.15 การตดตงการวดผลผานแผนโลหะ 58 4.16 ผลการวดทดสอบ S21 ผานแผนโลหะ 58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ฌ

สารบญตาราง

ตารางท หนา 2.1 ระบรายละเอยดยอยของ IEEE 802.11 6 4.1 คาพารามเตอรของวสดดดกลนคลนแผนหลง (First Layer) 50 4.2 คาพารามเตอรของวสดดดกลนคลนแผนหนา (Second Layer) 50 4.3 ผลการบนทกการสงผานคลนผานวสดตางๆ 59 5.1 ปญหา สาเหตและวธการแกไข 61

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

บทท1

บทน า

1.1 ความเปนมาของโครงงาน

ปจจบนไดมการพฒนาเทคโนโลยการสอสารทางดานโทรคมนาคม โดย Federal Communications

Commission (FCC) สถาบนทควบคมการใชอปกรณไรสาย และ Institute of Electricals Engineers

(IEEE) ซงก าหนดโดยสถาบนวศวกรรมไฟฟาและวศวกรรมอเลกทรอนกส นานาชาต โดยมมาตรฐาน

การทา งานของระบบเครอขายไรสายในยานความถ 2.4 - 2.5 GHz เปน ยานความถทถกระบไวเพอใช

กบเครองมอในวงการ อตสาหกรรม วทยาศาสตร และ การแพทย นอกจากนนยงถกน ามาใชงานกบ

อปกรณตางๆ อยางแพรหลาย เชน โทรศพทไรสาย (Cordless Phone) หฟงไรสาย เครองอานแถบรหส

(Bar Code) เครองสงสญญาณจากเครองเลนวดโอ หรอ แมแตเตาไมโครเวฟ ดงนนความถชวง 2.45

GHz มกสรางสญญาณรบกวนทจะท าใหประสทธภาพโดยรวมของเครองมอและอปกรณเหลานลดลง

จากปญหาทพบดงกลาว โครงงานนจงออกแบบวสดดดกลนคลนความถในยาน 2.45 GHz เพอ

แกปญหาสญญาณรบกวนทเกดขนกบเครองมอและอปกรณดงกลาว

1.2 วตถประสงคของโครงงาน

1. เพอศกษาคณลกษณะสมประสทธการสะทอนและสมประสทธการสงผานของคลน เมอตก

กระทบแผน FR-4

2. เพอออกแบบวสดเลอกดดกลนความถยาน 2.45 GHz

1.3 ขอบเขตการท างาน

1. ศกษาและออกแบบวสดดดกลนคลนความถในยาน 2.45 GHzโดยใชโปรแกรม CST

Microwaves Studio 2014

2. สรางอปกรณตนแบบโดยใช FR-4 ในการออกแบบ

3. วดทดสอบอปกรณตนแบบ เพอใหไดตามวตถประสงค

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1.4 ขนตอนการท างาน

1. ศกษาทฤษฎเกยวกบหลกการการสงผานคลน

2. เสนอโครงงานกบอาจารยทปรกษาโครงงาน

3. ศกษาการใชงาน โปรแกรม CST Microwaves Studio 2014

4. น าขอมลทไดจากการศกษาคนควา มาพฒนาออกแบบอปกรณตนแบบ

5. น าผลทไดจากการออกแบบมาลงมอปฏบตเปนชนงาน และวดทดสอบ

6. สรปผลการทดลอง เขยนรายงาน และน าเสนอโครงงาน

1.5 เนอหาทเสนอในโครงงาน

โครงงานนน าเสนอการออกแบบวสดเลอกดดกลนคลนความถในยาน2.45GHz เพอปองกน

สญญาณรบกวน ของระบบเครอขายไรสาย ยานความถ 2.45 GHz ส าหรบการออกแบบจะใชโปรแกรม

CST Microwaves Studio 2014 ในการจ าลองผล แลวสรางอปกรณตนแบบและวดทดสอบผลตอไปใน บท

ท 2 จะกลาวถงทฤษฎและหลกการทเกยวของกบโครงงาน บทท 3 กลาวถงการออกแบบวสดดดกลนคลน

ความถยาน 2.45 GHz โดยใชโปรแกรม CST Microwaves Studio 2014 บทท 4 กลาวถงผลการทดสอบ

ชนงานวสดเลอกดดกลนคลนความถ และบทท 5 เปนการสรปผลทงหมดทได

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

บทท 2 ทฤษฎและหลกการทเกยวของ

2.1 กลาวน า

โครงงานวสดดดกลนคลนความถยาน 2.4GHz นไดท าการศกษาเกยวกบระนาบคลน (plane wave) หลกการเบองตนของการเคลอนทของคลนผานตวกลาง และการออกแบบพนผวเลอกความถ หรอFSS (Frequency Selective Surface) ซงในบทนจะกลาวถงทฤษฎและหลกการพนฐานทเกยวของในแตละสวนไดแก ระบบเครอขายไรสาย คลนระนาบ การตกกระทบตวกลางคลนแบบตงฉาก บรเวณการแผพลงงานสนามแมเหลกไฟฟา และพนผวเลอกความถผาน

2.2 ความเปนมาของเครอขายไรสาย

ความตองการในใชระบบเครอขายไรสายมลกษณะเชนเดยวกบระบบเซลลลารโฟนหรอโทรศพทเคลอนท แตระบบเครอขายไรสายตองการเซลขนาดเลกและเปนเซลเฉพาะกจ เปนเซลสวนตวทเชอมกบเครอขายไดดงนนจงมความพยายามทพฒนาเครอขายแลนแบบไรสายเพอใหรองรบความตองการของผใช กลมผใชทมความตองการใชแลนแบบไรสายไดแก รานคาปลก ทเกบสนคา โรงพยาบาล ธรกจขนสง มหาวทยาลยตลอดจน องคกรภาคธรกจตาง ๆ ในป ค.ศ. 1997 สถาบน IEEE ไดก าหนดมาตรฐานเครอขายไรสายแบบเดยวกบอเทอรเนต และเปนชดเดยวกบ 802 โดยใหชอวา IEEE 802.11 มาตรฐานทเกดขนในปนนยงมขอจ ากดในทางเทคโนโลย จงก าหนดระบบการรบสงสญญาณดวยขนาดความเรว 2 เมกะบตตอวนาท

ในป ค.ศ. 1999 IEEE ไดพฒนามาตรฐานใหมของแลนระบบไรสายและใหชอ มาตรฐานท IEEE 802.11b โดยมการพฒนาใหใชความเรวในการรบสงไดถง 11 เมกะบตตอวนาทและเปนแบบฟลดเพลกซคอ รบและสงแยกกนดวยความเรว 11 เมกะบตตอวนาท จากมาตรฐาน 802.11b ทประกาศออกไป ท าใหมผผลตเครอขายไรสายออกมามาก โดยเฉพาะบรษทผผลตอปกรณเครอขายขนาดใหญทกบรษทใหความสนใจและเรงการพฒนาปรบปรงกนตอไป การพฒนาเครอขายไรสาย มไดหยดอยเพยงแคการท าใหเชอมตอถงกนไดเทานนระบบการดแลรกษาความปลอดภยของ สญญาณขอมลทแพรกระจายในอากาศมการวางมาตรฐานทางดานเอนครปชนและการสรางระบบดแลรกษาความปลอดภยการเขาถง มการพฒนาระบบการเคลอนยายเขาสเครอขายหนงไปอกเครอขายหนง หรอทเรยกวาโรมมง (Roaming) มการแบงโหลดระหวางเซลโดยการตรวจสอบความแรงของสญญาณเพอใหขนาด ของพนททบซอนกนได

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

2.3 ความหมายของระบบเครอขายไรสาย ระบบสอสารเคลอนทมการพฒนาอยางตอเนอง โทรศพทเคลอนทเรมเปนอปกรณทจ าเปน

ในชวตประจ าวนเพราะชวยอ านวยความสะดวกในการตดตอสอสาร เชน ในกรณทรถเกดอบตเหต ผขบสามารถใชโทรศพทมอถอโทรขอความชวยเหลอไดทนทวงท นอกจากโทรศพทมอถอแลวอปกรณ Personal Information Management (PIM) เชน เครอง Personal Digital Assistant (PDA) เรมมผสนใจและใชงานมากขน เชนใชในการรบสง E-mail การจดตารางนดหมาย หรอ การเกบขอมลการเงนสวนตว ปจจบนเครองคอมพวเตอร โนตบคมขนาดทเลกลง แตมประสทธภาพทสงขน เชน เครอง Tablet PC ไดมการตดตงอปกรณการตดตอสอสารชนดเครอขายไรสาย กบระบบเครอขายเปนสวนหนงของเครอง โดยผใชงานไมจ าเปนตองซออปกรณตดตอสอสารเพมเตม

รปท 2.1 Tablet PC ซงมความสามารถเหมอน Notebook

แตมน าหนกเบาและพกพาไดสะดวกกวา (ทมา : http://www.phrae.mju.ac.th/ITS/page1.asp)

เมอกลาวถงค าวา Mobile แลว นยมใชกบค าวา Wireless แตทงสองค ามความแตกตางกนคอ - Mobile หมายถง ความสามารถในการเคลอนยาย - Mobile Device หมายถง อปกรณขนาดเลกทสามารถพกพาได เชน โทรศพทมอถอ เครอง PDA และ Notebook - Wireless เปนเทคโนโลยทใชในการสงภาพ เสยง และขอมล จากอกทหนงไปอกทหนงโดยไมใชสายไฟ แตใชคลนวทยหรออาจใชคลนอนฟาเรดเปนตวกลางในการสอสาร - LAN มาจากค าวาLocal Area Network คอ ระบบเครอขายในระยะทางใกล ๆ เชน ภายในหองท างาน การเชอมตอระหวางหองท างาน ระหวางชน หรอ ระหวางตก ดงนน Wireless LAN หมายถง การตดตอสอสารในระยะทางใกล ๆ โดยไมใช สายไฟและอปกรณสอสารคอ Mobile Device หรอ Notebook

ส าหรบเครอขายไรสาย ทใชสญญาณวทย อปกรณทเปนเครองรบขอมลสามารถเคลอนยายไปมาไดอยางอสระภายใตรศมความแรงของการใชคลนวทย คอ การรบสงขอมลมความผดพลาดสง เพราะคลนวทยถกรบกวนไดงายจากสญญาณภายนอก เชน การเปดเครองเตาอบไมโครเวฟ อาจท าใหสญญาณไมโครเวฟ เขาไปรบกวนระบบเครอขายไรสายได ท าใหการรบสงขอมลผดพลาด สวน

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

เครอขายไรสาย ชนดทใชสญญาณอนฟาเรดในการใชงาน อปกรณเครองรบและเครองสงตองตดตงไวในจดทไมมสงกดขวาง เพราะอนฟาเรดเปนคลนแสง ไมสามารถทะลผานสงของได การท างานของเครอขายไรสาย ชนดอนฟาเรด คลายการใชรโมท คอนโทรล ในการเปลยนชองของโทรทศน ขอดของการใชคลนอนฟาเรด คอ ปองกนการรบกวนจากสญญาณภาพนอกไดด

เครอขายไรสายชนดทใชสญญาณวทยเหมาะส าหรบใชในการตดตอสอสารระหวาง Mobile Device กบระบบเครอขายหลก เชน การใชเครอง PDA ทอง Web Site ภายในทท างาน ผใชงานสามารถเดนไปหองตางๆในทท างาน พรอมทงเรยกดขอมลจากอนเตอรเนตไดตลอด เวลา ส าหรบเครอขายไรสาย ชนดทใชอนฟาเรด เหมาะส าหรบการตดตอสอสารระหวางเครอขายหลกทไมสามารถเดนสายไฟได เชน การเชอมตอเครอขายระหวางตกซงอยคนละฝงถนน อปกรณ Access Point ท าหนาทรบและสงขอมลกบ Mobile Devices แบบไรสาย Mobile Devices สามารถเคลอนทภายใน Wireless Network ได ดงรป

รปท 2.2 อปกรณ Access Point (ทมา:http://www.phrae.mju.ac.th/ITS/page1.asp)

สวนอปกรณในระบบทใชสายไมสามารถเคลอนยายได(Wired Network) และใชเชอมตอกบคอมพวเตอรบนโตะท างาน แตเมอใดทผใชงานไมไดอยทโตะท างาน และตองการท างานโดยไมขาดชวง สามารถเปลยนมาใชระบบ Wireless Network ไดโดยใชเครองคอมพวเตอร Notebookโดยทวไประบบทใช Wireless Network จ าเปนตองมการตดตงระบบ Wired Network กอนเพราะตองใชส าหรบการตดตอสอสารกบระบบอนเตอรเนต อปกรณ WLAN ตามมาตรฐาน IEEE 802.11 มใหเลอกใช 3 ประเภทคอ

1. คลนวทยทความถสาธารณะ 2.4 GHz (อตราการรบสงขอมลสงสด 11 Mbps)

2. คลนวทยทความถสาธารณะ 5 GHz (อตราการรบสงขอมลสงสด 54 Mbps)

3. อนฟราเรด (Infrared) (อตราการรบสงขอมล 1 และ 2 Mbps)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

รปท 2.3 Wireless Adapter (ทมา:http://www.phrae.mju.ac.th/ITS/page4.asp) โดยมาตรฐาน IEEE 802.11 นน ยงมมาตรฐานระบรายละเอยดยอยอก โดยใชตวอกษร

ตอทายเชน IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, และ IEEE 802.11g ซงจะมลกษณะตาง ๆ ดงตวอยางตามตารางขางลาง

802.11 802.11a 802.11g

อตราการบสง

ขอมลสงสด 11 Mbps 54 Mbps 54 Mbps

เทคโนโลย

การเขารหส

CCK Complimentary

Code Keying

OFDM Orthogonal Frequency

Division Multiplexing CCK & OFDM

ความถ 2.4 GHz 5 GHz 2.4 GHz = 11 Mbps

5 GHz = 54 Mbps

ตารางท 2.1 ระบรายละเอยดยอยของ IEEE 802.11 (ทมา:http://www.phrae.mju.ac.th/ITS/page4.asp)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

รปท 2.4 อปกรณทสามารถตดตอสอสารกบอปกรณตวอน (ทมา:http://www.phrae.mju.ac.th/ITS/wireless.asp)

รองรบการรกษาความปลอดภยหลายระดบ - ควบคมการเชอมตอเขากบเครอขาย โดยการตงคา NIC Card ของเครอง Client กบ Access Point ใหมคาตรงกนจงจะสามารถ ตดตอกนได ถอเปนการก าหนดพนทใหบรการของ Wireless Lan (Wireless Lan Service Area: WLS)นอกจากนยงมความปลอดภยในอกระดบหนง คอการบนทก MAC address ของ แตละ NIC Card ทไดรบอนญาตใหตดตอกบ Access point นนๆ ไดไวในตว Access Point เอง เพยงเทานบคคลภายนอกกจะไมสามารถเชอมตอเขากบเครอขายได - การเขารหสเพอปองกนการดกสญญาณ ระหวาง NIC Card กบ Access Point สามารถรองรบการเขารหสสญญาณเพอปองกนการ ดกสญญาณทกระจายออกไปได โดยมทงการเขารหสสญญาณแบบ 40 บต และ 128 บต แบบ Wired Equivalent Privacy (WEP) ซงเปนมาตรฐานโปรโตคอลความปลอดภยส าหรบอปกรณเครอขายไรสาย

2.4 คณสมบตของคลน คณสมบตพนฐานของคลนม 4 ประเภท ดงน 2.4.1 การสะทอนกลบ ( Reflection ) 2.4.2 การหกเห (Refraction) 2.4.3 การแพรกระจายคลน (Diffraction ) 2.4.4 การแทรกสอดของคลน ( Interference )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

2.4.1 การสะทอนของคลน

การสะทอนของคลนหมายถงการเปลยนทศทางการเดนทางของคลนโดยทนททนใดเมอคลนนนเดนทาง ตกกระทบทผวของตวกลาง นนคอคลนกระดอนออกจากผวสะทอนของตวกลางในลกษณะเดยวกบแสงสะทอนจากกระจกเงา จากรปท 2.5 แสดงปรากฎการณของการสะทอนของคลนวทย สงเกตไดวามมตกกระทบเทากบมมสะทอน

รปท 2.5 การสะทอนของคลนวทย(ทมา:http://irrigation.rid.go.th/rid17/Myweb/machanical/commu/vorapot1.html)

2.4.2 การหกเหของคลน

การหกเหของคลนวทยเกดขนเมอคลนวทยเดนทางจากตวกลางหนง ไปยงอกตวกลางหนงทมคณสมบตทางไฟฟาไมเหมอนกน โดยทมมตกกระทบ ณ ตวกลางทสองไมเปนมมฉาก พลงงานคลนสวนหนงจะสะทอนกลบเขาไปยงตวกลางทหนง โดยมมมตกเทากบมมสะทอน แตยงมพลงงานคลนอกสวนหนงเดนทางเขาไปยงตวกลางทสอง การเดนทางเขาไปยงตวกลางทสองน จะไมเปนแนวเสนตรงตอไปจากแนวทางเดนในดานตวกลางแรก แตจะหกเหออกไปมากนอยขนอยกบคณสมบตทางไฟฟาของตวกลางทงสอง สาเหตทเกดการหกเหของทางเดนของคลนวทยเนองจาก ความเรวของคลนวทยในตวกลาง ทมคณสมบตทางไฟฟาแตกตางกนจะไมเทากน เชน คลนวทยจะเดนทางในน าบรสทธจะชากวาเดนทางในอากาศถง 9 เทา เปนตน

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

รปท 2.6 การหกหของคลนวทย (ทมา:http://irrigation.rid.go.th/rid17/Myweb/machanical/commu/vorapot1.html)

จากรปท 2.6 จะเหนไดวาเมอหนาคลน(wave front ) ตกกระทบพนผวระหวางตวกลางทงสอง

นน สวนของคลนทสมผสผวน ากจะเรมเดนทางเขาไปในน าดวยความเรวชาลงในขณะทหนาคลน

อกสวนหนงยงคงอยในอากาศจะเดนทางเรวกวาตวอยางคลนทใชตดตอสอสารทอาศยการหกเห

ของคลน คอ การสอสารในยานความถสง( HF ) ซงอาศยเพดานไฟฟา IONOSPHERE เมอคลนวทย

เดนทางจากพนโลกผานเขาไปยงเพดานไฟฟาล าคลนจะคอยๆหกเหไปเรอยๆจนในทสดคลนกจะ

กลบออกมาจากเพดานไฟฟาและกลบมายงพนโลกอก

2.4.3 การแพรกระจายคลน

การแพรกระจายคลนมชอเรยกไดตางๆกนไป เชน การเลยวเบนของคลนหรอการเบยงเบน

ของคลนการเบยงเบนของคลนเกดขนเมอคลนเดนทางผานมมหรอขอบของตวกลางทบทคลนนน

ไมสามารถผานได เชน คลนวทยความถสงมากเดนผานยอดเขาคลนนมคณสมบตเดนทางเปน

เสนตรงดงนนถาเราลากเสนตรงจากสายอากาศไปยงยอดเขาสวนทอยหลงยอดเขาและต ากวาเสนน

ลงมาไมควรทจะไดรบคลนไดเลยแตบางสวนทอยหลงยอดเขาสามารถรบคลนวทยยานความถสง

ไดเนองจากความถสงขน การเบยงเบนของคลนกยงลดลงกลาวคอคลนจะเดนทางเปนแนวเสนตรง

แตบางสวนของคลนเกดการกระทบกบสลตแคบๆ(ยอดเขา) ท าใหคลนเกดการแตกกระจายออกไป

โดยรอบเสมอนกบเปนแหลงก าเนดคลนใหมนนเอง

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

จากรปท 2.7 แสดงคณสมบตการเบยงเบนของคลนวทยเมอเดนทางไปยงตวกลางททบและ

เฉยดขอบดงกลาวจะเหนไดวาบรเวณบางสวนหลงตวกลางนนทเปนเขตเบยงเบนซงสามารถตดตอ

สอสารได และบรเวณบางสวนทจะตดตอสอสารกนไมไดเลยเรยกวา เขตเงา (SHADOW)

รปท 2.7 การเบยงเบนของคลนวทย(ทมา:http://irrigation.rid.go.th/rid17/Myweb/machanical/commu/vorapot1.html)

2.4.4 การแทรกสอดของคลน

การแทรกสอดของคลนเรองนเกยวของกบคณสมบตทาง optical ของคลนแมเหลกไฟฟาเรา

พจารณาเรอง Interference ตอไปสงนเกดขนเมอ 2 คลนทออกจากแหลงจายอนเดยวและเดนทางมา

ดวยเสนทางทตางกนมาถงจดหนงพรอมกนสงนเกดขนบอยมากในการเดนทางของ High -

frequency Sky - Wave propagation และใน Microwave space - wave propagation( กรณของแบบน

จะอธบายในหวขอน ) มนเกดขนเมอสายอากาศของไมโครเวฟถกตงอยใกลกบพนดนและคลนท

มาถงจดรบไมใชเพยงจากทศทางตรงแต เปนคลนทหลงจากสะทอนจากพนดนดวยดงแสดง ในรป

ท 2.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

รปท 2.8 การ Interference ของ direct rays และ ground - reflected raysทมา:http://irrigation.rid.go.th/rid17/Myweb/machanical/commu/vorapot1.html)

จากรปท 2.8 จะเหนไดวาเสนทางของคลนตรง( Direct ray ) สนกวาเสนทางจากการสะทอน ( Reflected ray ) ส าหรบบางครงการรวมกนของความถและความสงของสายอากาศเหนอพนโลก ความแตกตางระหวางเสนทาง Direct ray 1 กบ Reflected ray 1 เทากบ ประมาณครงความยาวคลน สงนจะเปนการหกลางอยางสมบรณ ณ จดรบ P ถาพนโลกเปนตวสะทอนทสมบรณและหกลางกนบางสวนส าหรบพนโลกทไมสมบรณสวนจดรบอนๆ(P) ดวยเหตทเสนทางแตกตางระหวาง Direct ray 2 กบ Reflected ray 2 มคาเทากบหนงความยาวคลนพอดในกรณนการเสรมกนของคลนทรบไดจะเกดขน ณ จดนและจะเปนเฉพาะบางสวนหรอทงหมดขนอยกบความสามารถการสะทอนของพนโลกการเกดอยางตอเนองของจดนมากกวาหนงอนทจดอนๆอาจพบไดอกจะไดเปน Interference Pattern ขนซงประกอบดวยจดหกลางกน(concellation) และจดเสรมกน(Reinforcement)สลบกน Pattern

คณสมบตอนๆทเกดขนกบคลน

การถกดดกลน ( ABSORPTION ) เมอคลนวทยเดนผานตวกลาง พลงงานสวนหนงจะสญเสยไปในลกษณะทกลายเปนความรอนเรยกวา คลนวทยถกดดกลนโดยตวกลาง ตวกลางนนไมวาจะเปนตวน า หรอมภาพเปนตวตานทานตอคลนวทย อาคารตก และสงกอสรางตาง ๆ บนพนโลก อณหภมของอากาศ น า และฝ นละออง ซงประกอบกนเปนชนบรรยากาศ สามารถเปนตวดดกลนพลงงานไดทงสน การกระจดการกระจาย ( SCATTERING ) เมอคลนเดนทางตกกระทบบนตวกลางทรวมกนเปนกลม พลงงานสวนหนงจะสะทอนออกมา และบางสวนเดนทางหกเหเขาไปใน

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

ตวกลาง สวนหนงของพลงงานทเขาไปในตวกลางจะถกดดกลนแปลงรปเปนความรอน และม อก สวนหนงถกตวกลางคายออกมาอกในรปของการกระจายพลงงานคลน เนองจากคลนทกระจายออกมานไมคอยเปนระเบยบเราจงเรยกวา คลนกระจดกระจาย การกระจดกระจายของคลนน บางครงกน ามาใชประโยชนไดเชน ในระบบการสอสารทเรยกวา TROPOSPHERIC SCATTER ซงอาศยการกระจดกระจายของคลนวทยจากกลมอากาศทหนาแนนในชนบรรยากาศ TROPOSPHERE ซงอยหางจากผวโลกประมาณ 10 กโลเมตร ในบางครงการกระจดกระจายของคลนกมผลเสยเชน การสอสารยานความถไมโครเวฟ เมอคลนตกกระทบเมดฝนจะท าใหคลนเกดการสญเสยเปนผลจากการกระจดกระจาย และการหกเหท าใหคลนไมสามารถเดนทางไปยงปลายทางไดหมด การลดทอนพลงงาน (ATTENUATION)ของคลน จะมความหมายหรอสาเหตคลายคลงกบการถกดดกลน คอการลดทอนพลงงานคลนอนเนองมาจากการถางออกของล าคลนวทยในลกษณะทคลายคลงกบการถางออกของล าแสงไฟฉายปรากฎการณเชนนจะท าให ความเขมของพลงงานคลนวทยตอหนงหนวยพนทลดลงไปเรอยๆ เมอคลนเดนทางหางจากจดก าเนดออกไปถาแหลงก าเนดคลนมลกษณะทสามารถกระจายคลนไดทกทศทางรอบตวหรอเรยกวา ISOTROPIC ANTENNA นน คลนทถกสรางขน จะลดความเขมลงไปเรอย ๆ เมอคลนเดนทางหางออกไป โดยความเขมจะแปรกลบ กบระยะทางก าลงสองนนเอง

2.5 คลนระนาบ (plane wave)

2.5.1 คลนระนาบในตวกลางทไมมการสญเสย จากสมการของเฮลมโฮลตซในตวกลางเอกพนธดงน

02

0

2 EkE (2.1)

เมอ คอ เลขคลนในอากาศวาง (free-space wavenumber) ทมคาเทากบ

ck

000 (2.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

ในระบบพกดฉากสมการ (2.1) คอสมการของเฮลมโฮลตซทมองคประกอบของ , และ เพอความงายในการพจารณาในขางตน สมมตใหเหลอเพยงองคประกอบในแนวแกน x เทานน ดงนนสมการ (2.1) เขยนไดวา

02

02

2

2

2

2

2

xEk

zyx (2.3)

ถาพจารณา ทมการเดนทางไปในแนวแกน zแลว

02

2

x

Ex และ 02

2

y

Ex

ดงนนสมการ (2.3) จะลดรปเหลอแคเพยง

02

02

2

x

x Ekdz

Ed (2.4)

ซงเปนสมการอนพนธสามญ (ordinary differential equation) เนองจาก ขนเปนตวแปรz เพยงอยางเดยว และท าใหค าตอบของสมการคลนใน (2.4) มคาดงน

zjkzjk

xxx eEeEzEzEzE 00

00

(2.5) เมอ

0E และ

0E คอคาคงททสามารถหาไดจากเงอนไขขอบเขต ซงจะอธบายละเอยดในภายหลงในขนแรกเราจะพจารณาเฉพาะเฟสเซอรเทอมแรกของค าตอบในสมการ (2.5) ในรปแบบของเวลาจรง (real time) โดยใช tcos เปนตวอางอง เมอก าหนดให

0E เปนคาคงททมคาเปนคาจรง ดงนนเราจะไดวา

zktEeEezEtzEzktjtj

xx 000 cosReRe, 0 (2.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

รปท 2.9 คลนทเดนทางในทศทาง +z ตามสมการ (2.6)

สมการ (2.6) สามารถพลอตไดดงรปท 1 เทยบกบเวลา tจากรปจะเหนไดวาทเวลา t = 0,

zkEzEx 00 cos0, คอ โคงของโคไซนทมขนาดเทากบ

0E และเมอเวลาผานไปเรอยๆ คลนกเดนทางไปในทศทาง +zซงเราเรยกคลนในลกษณะนวา คลนจร (traveling wave) ถาเราก าหนดจดสนใจไวทใดทหนงบนคลนลกนและเคลอนทไปพรอมๆ กบคลนเราจะสามารถหาความเรวของคลนน ดงน zkt 0 constant phase

ดงนน

ckdt

dzu p

000

1

(2.7)

สมการ (2.7) แสดงใหเหนวาความเรวในการเดนทางของคลนทต าแหนงเฟสใดๆ (phase velocity) ในอวกาศวางมคาเทากบความเรวแสงทมคาประมาณ 3×10 (m/s)

0

0

2

c

fk (rad/m) (2.8)

หรอ 0

0

2

k

(m) (2.9)

เมอกลบไปพจารณาสมการ (2.5) ในเฟสเทอมทสองทวา zjkeE 0

0

โดยไมตองพลอตกราฟกพอจะทราบไดวาเทอมดงกลาวแสดงใหเหนถงคลนทเดนทางไปในทศทาง –zดวยความเรวcซงถาสนใจแตคลนทเดนทางไปในทศทาง +zเทานน = 0 อยางไรกตามถาเกดความไมตอเนองขนในตวกลาง (หรอเกดการสะดด) คลนจะเกดการสะทอนกลบ เมอนนคลนทเดนทางสวนทาง (ในทศทาง-z) จะตองถกพจารณา ซงจะอธบายโดยละเอยดในหวขอถดไป

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

การหา H ท าได ดงน

zzyyxx

x

zyx

HaHaHaj

zEz

aaa

E 0

00

00

ซงท าให

0

xH (2.10ก)

z

zE

jH x

y

0

1

(2.10ข)

0

zH (2.10ค)

ดงนน เปนองคประกอบเดยวทเหลออยและเนองจาก

zEjkeEzz

zEx

zjkx

00

0

และจาก (2.10) จะได

zEzEk

zH xxx

00

0 1

(A/m) (2.11)

เมอ นยามจาก 3771200

0

0

(2.12)

ซงมชอวา อนทรนซกอมพแดนซ (intrinsic impedance) ของอวกาศวาง เนองจาก เปนคาจรง ดงนน จะมเฟสเทากน (in phase) กบ ดงนนเราสามารถเขยน H ในรปแบบ ณ ขณะหนง (instantaneous form) ไดดงน

zktE

aezHatzHatzH y

tj

yyyy 0

0

0 cosRe,,

(2.13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

ซงแสดงใหเหนวาอตราสวนของ E และ H คอ อนทรนซกอมพแดนซของตวกลาง และยงทราบอกวาH ตงฉากกบ E และทงคกตงฉากกบทศทางการเดนทางดวยเชนกน

2.5.2 คลนระนาบในตวกลางทมการสญเสย ในตวกลางทมการสญเสย เราสามารถเขยนสมการของเฮลมโฮลตซไดดงน

022 EkE c (2.14) เมอ cck เปนคาเชงซอน (complex number) จะนยามคาคงทการแพรกระจายคลน (propagation constant, ) ดงน

cc jjk (m-1) (2.15)

ซงจะเหนไดวา เปนคาเชงซอน จาก

jc เมอแทนลงไปในสมการ (2.15) จะได

2

1

1

jjj (2.16)

หรอเขยนอกอยางหนงไดดงน

21

1

jjj (2.17)

เมอ และ เปนสวนจรงและสวนจนตภาพของ ถาในกรณของตวกลางทไมมการสญเสย ,00 ซงท าให 0 และ k ดงนนสมการของเฮลมโฮลตซ

สมการ (2.14) จะเปลยนเปน

022 EE (2.18) ค าตอบของ (2.18) กคอ คลนระนาบทเดนทางไปในทศทาง +zซงไดแก

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

z

xxx eEaEaE 0 (2.19)

เมอสมมตใหคลนระนาบนมขวเปนแบบเชงเสนในทศทาง xซงพารามเตอรของการแพรกระจายคลน (propagation factor ze )ประกอบดวยสองพารามเตอรดงน

zjz

x eeEE 0 (2.20) จะเหนไดวาทงคา และ เปนคาจรงทมคาบวก ซงพารามเตอรแรก ( ze ) จะมคาลดลงเมอ z เพมขน ดงนนจงเรยกชอวา คาคงทการลดทอน (attenuation constant : ) มหนวยเปน (Np/m) สวนพารามเตอรทสองในสมการ (2.20) คอพารามเตอรทเกยวกบเฟสของคลนทเรยกวา คาคงทเฟส (phase constant) มหนวยเปน (rad/m) ซงแสดงใหเหนการเปลยนแปลงของเฟสของคลนเมอเดนทางในระยะทาง 1 เมตร ตอไปคอคณสมบตของตวกลางชนดตางๆ มดงน

1) ไดอเลกตรกทมคาการสญเสยต า

ตวกลางทเปนไดอเลกตรกทมคาการสญเสยต า (low-loss dielectric) มคณสมบตเปนฉนวน (insulator) ทดแตไมสมบรณ 100% เนองจากคาความน าไฟฟา (conductivity) ไมไดมคาเปนศนย ดงนนในตวกลางชนดนจะมคา หรอ 1

ในสภาวะดงกลาวคา จะถก

ประมาณไดดวยการกระจายไบโนเมยล (binomial expention) ดงน

2

8

11

jjj (2.21)

จากสมการ (2.21) คาคงทการลดทอนมคาเทากบ

2 (Np/m) (2.22)

และมคาคงทเฟสมคาเทากบ

2

8

11

(rad/m) (2.23)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

จากสมการ (2.22) จะเหนไดวาคาคงทการลดทอนของตวกลางทเปนไดอเลกตรกทมการสญเสยต ามคาเปนบวกและแปรผนตรงกบความถ สวนคาคงทเฟสในสมการ (2.23) มคาทตางออกไปจาก √ เพยงเลกนอย ซงคา √ เปนคาในกรณของตวกลางทเปนไดอเลกตรกสมบรณ หรอทเรยกวา perfect (lossless) dielectricคาอนทรนซกอมพแดนซของตวกลางทเปนไดอเลกตรกทมการสญเสยต าเปนคาเชงซอนดงน

21

21

jc (2.24)

เนองจากอนทรนซกอมพแดนซคออตราสวนของ xE และ yE ส าหรบคลนระนาบ ดงนนคาความเขมสนามไฟฟาและสนามแมเหลกในตวกลางทเกดการสญเสยนจงไมมเฟสทเหมอนกนดงเชน

ในตวกลางทไมมการสญเสย (lossless medium)ความเรวเฟส (phase velocity : pu ) ไดจาก

ดงนน

2

8

11

1

pu (2.25)

2) ตวน าทด

ตวกลางทมคณสมบตเปนตวน าทด (good conductor) คอตวกลางทมคา 1

ใน

สภาวะเชนนเราสามารถใชสมการ (2.16) และสามารถตด 1 ทงไปเนองจากมคานอยมากเทยบกบ j ดงนน

2

1 jj

jj

หรอ fjj 1 (2.26)

เมอใชความสมพนธทวา

214212 jeej

jj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

และ f 2 ดงนนสมการ(2.26) แสดงใหเหนวา และ ส าหรบตวกลางทเปนตวน าทดจะประมาณไดเทากน และคาทงสองกขนกบ f และ ดงน

f (2.27)

สวนคาอนทรนซกอมพแดนซของตวกลางชนดนมคาเทากบ

j

fj

j

c

c 11 (2.28)

ซงมเฟสเทากบ 45 ดงนนความเขมสนามแมเหลกจะตามหลงความเขมสนามไฟฟาอย 45 และคาความเรวเฟสในตวกลางทมคณสมบตเปนตวทดมคาเทากบ

2pu (m/s) (2.29)

ซงมคาแปรผนตรงกบ f และ

1 และความเรวดงกลาวมคาประมาณสองเทาของความเรว

เสยงทวงในอากาศแตมคานอยกวาความเรวแสงมากๆ คาความยาวคลนในตวกลางทเปนตวน าทดมคาเทากบ

ff

u p2

2 (m) (2.30)

2.6 การตกกระทบตวกลางคลนแบบตงฉาก 2.6.1 การตกกระทบตวน าสมบรณแบบตงฉาก จากรปท 2.7คลนทก าลงจะเดนทางไปตกกระทบรอยตอของตวกลางทงสอง ในทนจะเรยกวา คลนตกกระทบ (incident wave, และ ) เดนทางในทศทาง +zและรอยตอของสองตวกลางดงกลาวอยทต าแหนง z = 0 ดงนนคาความเขมสนามไฟฟาและสนามแมเหลกตกกระทบในรปของเฟสเซอรสามารถเขยนไดดงน

zj

ixi eEazE 1

0

(2.31)

zji

xi eE

azH 1

1

0

(2.32)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

เมอ คอขนาดของ ทต าแหนง z = 0 แต และ คอคาคงทเฟสและอนทรนซกอมพแดนซของตวกลางทหนงตามล าดบ คาเวกเตอรของพอยนตงของคลนตกกระทบดงกลาวมคาเทากบ ( ) ( ) ( )และมทศทางไปทาง za ซงเปนทศทางของการไหลของพลงงานคลนแมเหลกไฟฟาในกรณน

รปท 2.10 คลนระนาบตกกระทบตวน าสมบรณแบบตงฉาก

ในตวกลางทสอง (ตวน าสมบรณ) ทงความเขมสนามไฟฟาและสนามแมเหลกจะไมมคา หรอกลาวคอ 02 E , 02 H จงท าใหไมมคลนถกสงผานขามรอยตอไปยงตวกลางทสอง เพราะฉะนนคลนจะสะทอนกลบหมดในตวกลางทหนง ท าใหไดคลนสะทอน (reflected wave) ซงใชสญลกษณแทนดวย

rE , rH และคาความเขมสนามไฟฟาสะทอนในตวกลางทหนงมคาดงน

zj

rxr eEazE 1

0

(2.33)

เมอเครองหมายบวกทปรากฏอยบนฟงกชนเอกโพเนนเชยลนนเกดเนองจากคลนสะทอนเดนทางในทศทาง –zดงนนความเขมสนามไฟฟารวมในตวกลางทหนงไดจากการรวมกนของ และ ซงมคาดงน

zj

i

zj

ixri eEeEazEzEzE 11

001

(2.34)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

จากความตอเนองทไดจากเงอนไขขอบเขตในองคประกอบสมผส (tangential component) ของความเขมสนามไฟฟาทรอยตอ z = 0 ท าใหไดวา

000 2001 EEEaE rix ดงนน ซงท าใหสมการ (2.34) กลายเปน

zEjaeeEazE ix

zjzj

ix 10

1

01 sin21 (2.35)

ซงสามารถหาความเขมสนามแมเหลกสะทอนไดจาก ดงน

zji

y

zj

ryrzrnrr eE

aeEazEazEazH 11

1

0

0

111

111

เมอรวม )(zH r เขากบ )(zH i จะไดความเขมสนามแมเหลกรวมในตวกลางทหนงดงน

zE

azHzHzH i

yri 1

1

0

1 cos2

(2.36)

จากสตรหาก าลงเฉลยทวา *Re2

1HEPav เมอพจารณาความเขมสนามไฟฟาและ

สนามแมเหลกทไดจากสมการ(2.35) และ (2.36) จะเหนไดวาก าลงเฉลยในตวกลางทหนงมคาเปนศนย เนองจากไมสามารถหาคาสวนจรงตามสมการไดเพอดพฤตกรรมของคลนรวมในตวกลางทหนงเทยบกบต าแหนงและเวลา เราจ าเปนตองเปลยนความเขมของสนามทงสองใหอยในรป ณ ขณะหนง ดงน

tzEaezEzE ix

tj sinsin2Re 1011 (2.37)

tzE

aezHzH i

y

tj

coscos2Re 1

1

0

11 (2.38)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

ทง ),(1 tzE และ ),(1 tzH มคาเปนศนยและสงสดทต าแหนงคงทนบจากรอยตอไมวาเวลาจะเปลยนไปเทาใดตาม ซงสามารถหาต าแหนงไดดงน Zeros of ),(1 tzE Maxima of ),(1 tzH Maxima of ),(1 tzE Zeros of ),(1 tzH คลนรวมในตวกลางทหนงจะไมใชคลนจร (travaling wave) อกตอไป แตมนคอคลนนง (หรอ คลนยน) ทมกจะเรยกกนวา standing wave เปนผลลพธของการรวมกนของคลนสองคลนทเดนทางสวนทางกน ดงแสดงไวในรปท 2.8

รปท2.11 คลนนงของ 11 EaE x และ 11 HaH y

จากรปท2.6 แบงขอสงเกตออกเปน 3 ขอดงน

1E มคาเปนศนยทรอยตอทเปนตวกลาง ( )และจะมคาเปนศนย

เชนนทต าแหนงเปนจ านวนเทาของ 2

นบจากรอยตอของตวกลาง

1H จะมคาสงสดทรอยตอตวกลาง ( )

คลนนงของ 1E และ 1H มเฟสตางกนอย 90 และต าแหนงตางกนอย 4

Occur at

Occur at

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

2.6.2 การตกกระทบไดเลกตรกแบบตงฉาก

ในหวขอนจะเปลยนตวกลางทสองจากทเคยเปนตวน าสมบรณมาเปนไดอเลกตรก เมอคลนแมเหลกไฟฟาตกกระทบเขากบตวกลางทเปนไดอเลกตรก ทมคาอนทรนซกอมพแดนซทไมเทากบคาอนทรนซกอมพแดนซของตวกลางทคลนก าเนดขนมา สวนหนงของคลนตกกระทบจะสะทอนกลบในขณะทสวนทเหลอจะสงผานไปยงตวกลางไดอเลกตรกทสอง จะมองเหตการณนไดวาเปนการไมสมดลของอมพแดนซของตวกลาง

การวเคราะหในหวขอนจะมลกษณะเหมอนกบหวขอทผานมาคอ สมมตใหคลนตกกระทบแบบตงฉากจากตวกลางหนงไปยงอกตวกลางหนง และเพอความงายในการวเคราะห สมมตใหตวกลางทงสองเปนตวกลางทไมมการสญเสย 0

รปท 2.12 คลนระนาบตกกระทบไดอเลกตรกแบบตงฉาก

จะเรมการวเคราะหจากรปท 2.7ทมคลนตกกระทบเดนทางไปในทศทาง +zและรอยตอของตวกลางอยทต าแหนง z = 0 ดงนนสามารถเขยนสมการของคลนตกกระทบและคลนสะทอนในรปของเฟสเซอรได ดงน

zj

ixi eEazE 1

0

(2.39)

zji

yi eE

azH 1

1

0

(2.40)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

เนองจากความไมตอเนองของตวกลางเกดทต าแหนง z = 0 ดงนนสวนหนงของคลนตกกระทบจะสะทอนกลบไปยงตวกลางท 1 และสวนทเหลอจะถกสงผานไปยงตวกลางท 2 ซงมคาดงตอไปน

ก) คลนสะทอน

zj

rxr eEazE 1

0

(2.41)

zjr

yryr eE

azEazH 1

1

0

1

1

(2.42)

ข) คลนสงผาน (ไปยงตวกลางท 2)

zj

txt eEazE 2

0

(2.43)

zjt

yrzt eE

azEazH 2

2

0

1

1

(2.44)

เมอ คอขนาดของ tE ทต าแหนง z = 0 สวน และ คอ คาคงทเฟสและอนทรนซกอมพแดนซของตวกลางท 2 ตามล าดบจากสมการขางตนคาทยงไมรและตองหาตอไปกคอ และ ซงสมารถหาไดจากเงอนไขขอบเขตของทงสนามแมเหลกและสนามไฟฟา ซงทรอยตอ z = 0 องคประกอบในแนวสมผส (องคประกอบในแกน x)ของความเขมสนามไฟฟาและสนามแมเหลกมความตอเนอง ดงนน

000 tri EEE หรอ 000 tri EEE (2.45) และ

000 tri HHH หรอ 2

0

00

2

1

t

ri

EEE (2.46)

แกสมการ (2.45) และ (2.46) จะได

0

12

120 ir EE

(2.47)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

0

12

20

2it EE

(2.48)

อตราสวนของ ⁄ และ ⁄ ถกเรยกวา สมประสทธการสะทอน (reflection coefficient) และสมประสทธการสงผาน (transmission coefficient) ตามล าดบซงใชสญลกษณ และมความสมพนธกบอนทรนซกอมพแดนซดงน

12

12

0

0

i

r

E

E (ไมมหนวย) (2.49)

และ 12

2

0

0 2

i

t

E

E (ไมมหนวย) (2.50)

จะสงเกตเหนวาคาสมประสทธการสะทอนในสมการ (2.49) มคาเปนไปไดทงคาลบและคาบวกขนอยกบคาอนทรนซกอมพแดนซ สวนคาสมประสทธการสงผานในสมการ (2.50) นนมคาเปนบวกเทานนนยามของ 𝛤 และ τในสมการ(2.49) และ (2.50) เปนจรงในทกๆ ตวกลาง ซงในตวกลางชนดกระจายตามความถคาอนทรนซกอมพแดนซจะมคาเปนจ านวนเชงซอน ซงความสมพนธของสมประสทธการสะทอน และสมประสทธการสงผานเปนดงน

1 (ไมมหนวย) (2.51) ถาตวกลางท 2 เปนตวน าสมบรณแลว และเมอแทนคาลงในสมการ (2.49) และ (2.50) จะไดวา และ ซงท าให 00 ir EE และ 00 tE ทตความไดวาคลนตกกระทบจะสะทอนกลบหมดและเกดคลนนงขนทดานตวกลางท 1 ถาตวกลางท 2 ไมใชตวน าสมบรณ คลนตกกระทบบางสวนจะสะทอนกลบไปยงตวกลางท 1 ซงท าใหคาสนามไฟฟารวมในตวกลางท 1 มสมการ ดงน

zjzj

ixri eeEazEzEzE 11

01

zjzjzj

ix eeeEa 11110

zjeEazj

ix 10 sin21 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

หรอจากสมการ (2.51) จะไดวา

zjeEazEzj

ixi

101 sin2

(2.52)

จากสมการ (54) zE1 ประกอบไปดวย 2 สวน ไดแก คลนจร (traveling wave) ทมขนาดเทากบ

0iE และคลนนงทมขนาดเทากบ 02 iE เนองจากการมอยของคลนจร คาของ zE1 จงไมไดมคาเทากบศนยทต าแหนงใดต าแหนงหนงเหมอนกบพฤตกรรมของคลนนงทวๆ ไปทไดศกษามา

ต าแหนงทเกดคาสงสดและคาต าสดของ zE1 หาไดดงน

zjzj

ixii eeEazE

2

01 1 (2.53)

อตราสวนของคาสงสดตอคาต าสดส าหรบความเขมของสนามไฟฟาของคลนนงทเกดขนจะถกเรยกวา อตราสวนคลนนง (Standing-wave ratio, SWR) ซงจะใชสญลกษณแทนดวย S

1

1

min

max

E

ES (ไมมหนวย) (2.54)

หรอเขยนอกรปหนงได

1

1

S

S (ไมมหนวย) (2.55)

ในขณะทคา มคาไดตงแต -1 ไปถง +1 คาของ S จะมคาไดตงแต 1 ถง

2.7 พนผวเลอกความถผาน (Frequency Selective Surfaces:FSS)

Frequency Selective Surfaces(FSS) เปนการรวมตวกนของพนผวดานนอกเพอสงพลงงาน

แมเหลกไฟฟาในคลนความถตาง ๆ FSS มสวนประกอบสามชน คอ โลหะสองชนกนดวยวสดทท า

หนาทเปนฉนวน แถวล าดบของอะเพอรเจอร (apertures)จะเกดขนในสองชนนอกซงเปนสอของ

กระแสไฟฟาสวนชนภายในประกอบดวยสอกระแสไฟฟาอะเพอรเจอร (apertures)และท าการ

ปรบปรงการวางแนวในแบบตาง ๆ และอาจมการปรบปรงรปรางของไดโพล ,วงกลม, สเหลยม

และ tripolesในการสรางรปทรงทตองการใหไดรปทรงของอะเพอรเจอร (apertures)และปรบปรง

รปทรงใหสอดคลองกนกบทางเรขาคณต

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

Dual-band FSS ของอะเพอรเจอร (apertures)มการปรบปรงขนาดตางๆของชองทางท

สามารถสงคลนทมความถทแตกตางกนไดสองความถFSSส าหรบสงความถจะตองท าใหเกด

พลงงานแมเหลกไฟฟาโดยจะประกอบไปดวยสลอตในแผนเปนสอกระแสไฟฟาโดยเวนระยะชด

กนและคนดวยฉนวน ชวงทมการปรบใหความถมการท างานเปนตวกรองความถสงผาน และสาร

ภายในวสดฉนวน ปรบไปทความถทตางจากความถเดมและท าหนาทเปนตวกรองความถต าผาน

พลงงานทไดรบไปหนงชวงจะเปลยนเปนชวงอนๆ ดวยวสดฉนวน

2.7.1 องคประกอบของFSS ส าหรบกรองความถตาง ๆ – พนผวชนแรกจะท าหนาทเปนสอกระแสไฟฟารวมทงการก าหนดขนาดและรปรางท

ปรบเปลยนเพอใหไดรบพลงงานทความถตาง ๆ และท าหนาทเปนตวกรองความถ – ชนของวสดทมคณสมบตเปนฉนวน – การปรบเปลยนรปรางและขนาดของผวโลหะ ท าใหคลนความถทมการเปลยนแปลง – พนผวชนทสองมการก าหนดขนาดและรปรางเพอเปนสอกระแสไฟฟาทมคลนความถท

สอง ท าใหความถเปลยนไป ความถทสองเกดจากการจดชดและหางกนจากแพทชกบชนฉนวนทสองเพอใหพลงงานแมเหลกไฟฟาทเกดขนมความถทจะสงผานพนผวจากความถแรกทแพทชไปยงความถทสอง

– มการเปลยนแปลงความถทขนอยกบรปรางทางเรขาคณต จากองคประกอบของ FSS ส าหรบสงและกรองสองความถของพลงงานแมเหลกไฟฟา

ประกอบดวยโครงสรางหลายชน คอ พนผวดานนอกมหนาทเปนสอกระแสไฟฟาและรอบ ๆ พนผวของแพทช กลางพนผวทมการแยกจากแพทชและแยกจากกนดวยวสดฉนวนของแขง มลกษณะคลายกบชองวาง (apertures)เปนตวกรองความถสงผานชดกนกบอกพนผวหนง แตละพนผวมการรวมกนทงความถแรกของการก าหนดขนาดและรปรางปรบเปลยนใหใชไดกบความถแรกและความถทสองของขนาดและรปรางทแตกตางกน เปนความถสองพนผวมหนาทในการกรองความถต าผานและรวมถงองคประกอบทปรบเปลยนกอนการเปลยนแปลงของความถแรกและแพทชทสองเปนการกรองเพอไมใหความถทสองมการผานไปได

Frequency Selective Surface (FSS) มการใชอยางกวางขวางในการกรองความถของคลนท

มขนาดเปนมลลเมตรและไมโครเมตรโดยปรบขนาดคณลกษณะของแถวล าดบของโลหะทท าขนจะ

ได FSS ตามความถทตองการ โครงสรางเหลานยงสามารถออกแบบเพอใชทความถสงความถใกล

อนฟราเรด (IR) และความถทมองไมเหน แต FSS โลหะสามารถเกดความสญเสยในการดดซบคลน

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

แบบสองความถ และกลบมแบนดวธทแคบมากและนอยกวา -20 dB ในแถบหยด ซงตรงกนขามกบ

แบบทเปนตาขาย (gratings)

การสราง FSS ในปจจบนมองคประกอบของ FSS ทมคณสมบตเฉพาะเปนองคประกอบ

ของ FSS คอ มความสามารถท าเปนแผนบาง ๆ ได และมน าหนกเบาสามารถสรางและขนรปไดงาย

สามารถหาซอแผงวงจรมอยในปจจบนและเทคนคเทคโนโลย radomeในราคาต านอกจาก

องคประกอบเหลานสามารถสรางขนเพอใชกบพนผวทมโครงสรางทซบซอนและพนผวทมความ

เรยบได

FSS สามารถแบงออกตามการตอบสนองความถเปนสประเภท ดงน

1. ความถต าผาน (low pass)

2. ความถสงผาน (high pass)

3. แถบความถผาน (band pass)

4. แถบความถหยดผาน (band stop)

รปท 2.13 ชนดของการตอบสนองความถแบบตางๆและผลของการตอบสนองแตละชนดโดยพนส

เทาหมายถงพนผวของโลหะ (ทมา : Gustafsson, Mats; Karlsson, Anders; Pontes Rebelo,

António Pedro; Widenberg, Björn)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

a) แถวล าดบของชนโลหะและฟงกชนการถายโอนผลการตอบสนองของการสงผานแบบความถต าผาน

b) ชองวางบนตวกลางทน าไฟฟา และฟงกชนการถายโอนของการตอบสนองความถแบบความถสงผาน ในอดมคต

c) องคประกอบของวงโลหะทท าใหเกดลกษณะของการเรโซแนนซของคลนและฟงกชนการถายโอนผลการตอบสนองของการสงผานแบบแถบความถหยดผาน

d) องคประกอบของวงชองวางทท าใหเกดลกษณะของการเรโซแนนซของคลนฟงกชนการถายโอนผลการตอบสนองของการสงผานแบบแถบความถผาน

2.7.2 คณสมบตของFSS มดงน – สามารถออกแบบใหเปนตวกรองความถใด ๆ ได – ใชกบความถ narrow band – มรปรางลกษณะเปนแบบสองมต – สามารถออกแบบเปนรปรางและขนาดตางๆ ได – สามารถเลอกและออกแบบองคประกอบตางๆ ได

รปท 2.14 ลกษณะและรปรางของ elements

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

2.7.3 ตวอยางการใชงานโดยใชหลกการของFSS – RFID tags – ใชบงคบการเดนทางของรถยนต – ใชในระบบปองกนการลกลอบขอมล – ใชในการออกแบบวสดเคลอบเพอลดการสะทอนของแสงบนแผนแสงอาทตย

รปท 2.15ตวอยางการใชงานโดยใชหลกการของ FSS

2.7.4 ประเภทของFSS

แบบผวเรยบ (Planar FSS)

– สามารถท าวงจรลงใน substrates ได – สามารถท าเปนแบบชนเดยวหรอหลายชนได แบบผวไมเรยบ (Non-Planar FSS) – ท าใหเปนรปทรงตางๆ ได – สามารถน าองคประกอบมารวมกนหลายๆ องคประกอบได แบบวงจร – สามารถท าเปนวงจรกรองความถผานได (Band pass) – วงจรไมใหความถผาน (Band Stop)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

รปท 2.16ประเภทของ FSS

2.7.5 หลกการการวเคราะหและออกแบบFSS ท าไดหลายวธ ดงน – ออกแบบโดยใชหลกการของ Periodic Moment Method (PMM) – ออกแบบโดยใชหลกการของ Method-of-Moments (MOM) – ออกแบบโดยปรบรปรางและองคประกอบ – ออกแบบโดยการสรางชนงานแลววดผล

รปท 2.17ตวอยางการวเคราะหและออกแบบ FSS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

2.8 กลาวสรป

ในโครงงานวสดเลอกดดกลนความถยาน 2.45 GHz จ าเปนตองศกษาทฤษฎทเกยวของ

ตางๆ เชน ทฤษฎสายอากาศ ทฤษฎพารามเตอรตางๆ เหลานจะใชอางองกบชนงานทสรางขนวาม

ความสามารถในการใชงานไดจรงมากนอยเพยงใด และจากการศกษาพนผวเลอกความถประเภท

ตางๆ ไดเหนวาพนผวเลอกความถ ประเภทแถบความถผาน มคณสมบตทตรงกบวตถประสงคของ

โครงงาน

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

บทท 3 การออกแบบวสดดดกลนคลนความถยาน 2.45 GHz โดยใชโปรแกรม CST MICROWAVE STUDIO

3.1 กลาวน า ในบทน จะกลาวถงการออกแบบวสดเลอกดดกลนความถ ชนงานทจะน ามาใชเปน FR-4 ซงท างานทยานความถ 2.45 GHz โดยใชโปรแกรม CST MICROWAVE STUDIO ซงเรมตนจากการค านวณหาคาพารามเตอรตางๆ และน าคาทไดจากการค านวณมาจ าลองผลในโปรแกรม CST ดแนวโนมของการจ าลองผลและปรบคาพารามเตอรตางๆ ท งนเพอเปนการศกษาคณลกษณะสมประสทธการสะทอนและสมประสทธการสงผานเมอคลนตกกระทบแผน FR-4 จากผลทจ าลองแบบได หลงจากนนจะน าโครงสรางทไดจากการจ าลองแบบ มาสรางเปนชนงานจรง เพอน าผลทไดไปเปรยบเทยบกบการทดลอง

3.2 คาพารามเตอรของการออกแบบวสดดดกลนคลนความถ ในการออกแบบวสดดดกลนคลนความถ เพอการใชในการดดกลนคลนความถยาน 2.45 GHz ในโครงงานนจะใช FR-4 ในการออกแบบ ซงเปนวสดทมความแขงแรงสง ทนตอความชนและอณหภมสง เหมาะตอการใชงานทยานความถสง คณสมบตของ FR-4 มดงน คาคงตวไดอเลกตรก = 4.3 ความหนาของวสดตวน า = 0.0347 มลลเมตร

คาความน าของวสดตวน า (ทองแดง) = s/m

3.3 วธการค านวณคาตาง ๆ ทใชในการออกแบบ 1. ออกแบบทความถ 2.45 GHz

1.1) แผนหลง ( First layer ) ท าหนาทสะทอนคลนความถเรโซแนนซ ในการออกแบบเบองตน

จะใชสตรในการค านวณหาคาตางๆ ดงน

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1 r

eff

(3.1)

=

=

√ = 24 mm (3.2)

จากนนหาคา คอ ความกวางของแถบโลหะบนแผน FR-4 ค านวณไดจากสมการ (3.4)

3.4)50(2

377

2

377

rCZb (3.3)

จะได 7115.5b

และน าคา แทนลงในสมการ 2 เพอหา คา h คอ ความหนาของแผนทองแดงมคาเปน

dbbbw

rr

r

61.039.01ln

2

112ln1

2

(3.4)

310035.061.0

39.01ln2

112ln1

2

rr

r bbbw

จะได = 0.68 mm

1.2 ) แผนหนา (Second layer) ท าหนาทสงผานคลนความถยาน 2.45 GHz ซงความหนาของแถบทองแดงเทากบ

ดงนนจะได = = 0.68 mm

น าคา = 4.3 และ = 0.68 mm แทนลงในสมการท 3.5 เพอหาคา reff

2

1

1212

1

2

1

w

hrrreff

(3.5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

จะได 748.4reff

น าคาทไดจากสมการท 4 และ 5 แทนลงในสมการท 6

8.0258.0

264.03.0412.0

h

w

h

w

h

L

reff

reff

(3.6)

จะได 451.0

h

L

น าคา h คณทง 2 ขางของสมการจะได

mL 310035.0371.0

mL 410158.0

จากนนน าคาทไดแทนลงในสมการท 7 เพอหาคา

L

f reffr

22

103 8

(3.7)

= 28 mm

1.2) ระยะหางระหวาง แผนหนา กบ แผนหลง เพอใหคลนทสงผานแผนหนา สะทอนทแผนหลง

แลวหกลางกน ซงจะตองมเฟสตางกน 180 องศา เทากบ ⁄

= ⁄ =

=

= 0.0612 m (3.8)

= 0.0306 m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4 การจ าลองแบบดวยโปรแกรม CST MICROWAVE STUDIO

1. การสราง First layer แบบ unit cell ตามคาทค านวณไดมา

รปท 3.1 การสราง First layer แบบ unit cell

2. สราง Second layer แบบ Unit cell ตามคาทค านวณไดมา

รปท 3.2 การสราง Second layer แบบ unit cell

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. การจ าลองแบบ Unit cell ใน Waveguide ports

ระยะของ port1 และ port2 โดยค านวณหาจากสตร แลวน ามาตงคาในโปรแกรม CST โดยใส port ทงสองดานหางจาก First layer เปนระยะ คอ ทงดานหนา และ ดานหลง หรอ port1 และ port2 ดงแสดงในรปท 3.3 และ 3.4

รปท 3.3 การตงคา Port 1

รปท 3.4 การตงคา Port 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. การตงคา Boundary Condition

เรมจากการตงคา Xmin และ Xmax ให มคาเทากบ magnetic (Ht = 0) และ คา Ymin และ Ymax

มคาเทากบ electric (Et = 0) และ คา Zmin และ Zmax มคาเทากบ open (add space)

รปท 3.5 การตงคา Boundary Condition

5. การตงคาความถ ทใชในการ Simulation

รปท 3.6 การตงคาความถ ทใชในการ Simulation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.5 ผลการจ าลองแบบ

1. ผลการจ าลองแบบชนงานโดยน าคาพารามเตอรทไดจากการค านวณมาใชในการออกแบบ

ซงจะไดคาพารามเตอรตางๆ ดงแสดงในรปท 3.7

รปท 3.7 พารามเตอรของชนงานตนแบบ

จากสมการท (3.3) และสมการท (3.7) คลนความถ 2.45 GHz

จะไดคา = 24 mm

จะไดคา = 28 mm

จากสมการท (3.4) คลนความถ 2.45 GHz

จะได มความกวางเทากบ 0.7 mm

มความกวางเทากบ 0.7 mm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

รปท 3.8 ชนงานทออกแบบโดยคาพารามเตอรจากการค านวณ

รปท 3.9 คา – Parameter จากการจ าลองผลของชนงาน จากการจ าลองผลจะไดผลกราฟของ สมประสทธการสะทอนมคามาก ทความถ 2.45 GHz และ ซงจะดทความถตดขาด (Cut off ) -3 dB ไดชวงความถเทากบ 1.5 GHz และ 3.8 GHz ซงความถศนยกลาง (Center Frequency) คอ 2.65 GHz

เนองจากผลการจ าลองแบบของชนงานทไดจากการค านวณมชวงความถท 2.45 GHz ยงไม

สามารถใชงานได จงตองมการปรบคาพารามเตอรบางคาจนกระทงไดผลการจ าลองแบบตามทตองการ ซงมการปรบคาพารามเตอรตางๆ ดงน

3.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) ผลการจ าลองแบบโดยการปรบคาพารามเตอร เนองจาก สมประสทธการสะทอนมคามากทชวงความถ 2.4 GHz ไมสามารถใช

งานได จงไดมการปรบคา กอนโดยปรบคา เปน 26 mm, 24 mm และ 22 mm ตามล าดบ โดยทพารามเตอรอนมคาเทาเดม จะแสดงใหเหนดงรปตอไปน

รปท 3.10 ผลการจ าลองแบบโดยมคา = 26 mm จากรปท 3.10 จะเหนวา สมประสทธการสะทอนมากทชวงความถ 2.45 GHz ยงไมสามารถใชงานได และยงไมมแนวโนมทดขน

รปท 3.11 ผลการจ าลองแบบโดยมคา = 24 mm จากรปท 3.11 จะเหนวา สมประสทธการสะทอนมากทชวงความถ 2.45 GHz ยงไมสามารถใชงานได และยงไมมแนวโนมทดขน

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

รปท 3.12 ผลการจ าลองแบบโดยมคา = 22 mm จากรปท 3.12 จะเหนวา สมประสทธการสะทอนมากทชวงความถ 2.45 GHz ยงไมสามารถใชงานได และยงไมมแนวโนมทดขน

จะสงเกตเหนวา เมอปรบขนาดความยาว ไมไดมผลกบพารามเตอร ดงนนตองเปลยนขนาดความกวาง แทน โดยใหความยาว เทากบทค านวณไดคาเดม

2) ผลการจ าลองแบบโดยการปรบคาพารามเตอร

ก าหนดใหพารามเตอรอนคงเดม และท าการปรบพารามเตอร

รปท 3.13 ผลการจ าลองแบบโดยมคา = 1.7 mm จากรปท 3.13 จากกราฟจะเหนวา สมประสทธการสะทอนมคานอยลงท ความถ 2.3 GHz ซงมแนวโนมทดขน

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

รปท 3.14 ผลการจ าลองแบบโดยมคา = 2.7 mm จากรปท 3.14 จะเหนวาจากกราฟจะเหนวา สมประสทธการสะทอนมคานอยลงกวาการจ าลองแบบโดยมคา = 1.7 mm ทความถ 2.3 GHz ซงมแนวโนมทดขนมาก

รปท 3.15 ผลการจ าลองแบบโดยมคา = 3.7 mm จากรปท 3.15 จะเหนวาจะเหนวาจากกราฟจะเหนวา สมประสทธการสะทอนมคามากกวาการจ าลองแบบโดยมคา = 2.7 mm ซงถอวามแนวโนมทแยลง

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

รปท 3.16 เปรยบเทยบการปรบคาพารามเตอร

: มคาสมประสทธการสะทอนมากทยานความถ 2.45 GHz : มคาสมประสทธการสะทอนลดนอยลงทยานความถ 2.45 GHz : มคาสมประสทธการสะทอนนอยมากทเขาใกลยานความถ 2.45 GHz : สมประสทธการสะทอนกลบมคามากขนทยานความถ 2.45 GHz

รปท 3.17 ปรบพารามเตอร จากการปรบพารามเตอร มแนวโนมทดทสด แตยงไม

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) ผลการจ าลองแบบโดยการปรบคาพารามเตอร

รปท 3.18 ปรบพารามเตอร จากกราฟแสดงใหเหนวา มคาสมประสทธการสะทอนลดลง มแนวโนมทด แตยงม

ใชความถกงกลางทตองการ

รปท 3.19 ปรบพารามเตอร จากกราฟแสดงใหเหนวา มคาสมประสทธการสะทอนลดลงกวารปท 3.18 ม

แนวโนมทใกลเคยงความถ 2.45 GHz แตยงไมใชความถกงกลางทตองการ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

รปท 3.20 ปรบพารามเตอร จากกราฟแสดงใหเหนวา มคาสมประสทธการสะทอนลดลงมากทสด ทความถ 2.45

GHz ซงเปนผลการจ าลองแบบทตองการ

รปท 3.21 เปรยบเทยบการปรบคาพารามเตอร

จากกราฟแสดงใหเหนวา สมประสทธการสะทอนลดนอยลง ในชวงความถ 2.45 GHz ทระยะ R = 27 mm

จากการปรบคาพารามเตอรตางๆ จนกระทงไดผลการจ าลองตามทตองการ จะได

คาพารามเตอรทจะน าไปออกแบบเปนชนงาน ดงน = 24 mm, = 26 mm, = 0.5 mm และ = 2.7 mm จากนนน าการจ าลองแบบชนงาน 1 ชน มาท าเปนแบบ 5 5 และจ าลองผลการออกแบบ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.6 การออกแบบชนงานเพอสรางจรง

ในการสรางแบบจ าลองทไดออกแบบมาขางตนนเปนการออกแบบชนงานโดยการตงคาแบบ

Infinity ซงในการออกแบบชนงานจรงไมสามารถท าได จงไดท าการออกแบบชนงานแบบ 5 5

ซงจะไดผลการจ าลองแบบมคาเหมอนกบการออกแบบแบบ Infinity แสดงดงรปท 3.17 และ 3.18

รปท 3.22 การจ าลองชนงานแบบ 5 5

รปท 3.23 การจ าลองผลของชนงานแบบ 5 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

จากการจ าลองผลในรปท 3.18 พบวาการจ าลองผลของชนงานแบบ 5 5 มผลการจ าลองทเหมอนกนกบการออกแบบชนงานแบบ 1 1 จงไดน าการจ าลองแบบชนงานแบบ 5 5 มาท าวสดดดกลนความถยาน 2.45 GHz ตอไป

3.7 สรป ในบทน ทกลาวมาเปนการออกแบบวสดดดกลนความถ ซงออกแบบไวใหความถยาน 2.45 GHz เพอใหสามารถดดกลนความถได และไดท าการปรบเปลยนคาพารามเตอรความกวางและความยาวของ Copper Clad Laminate เพอใหไดชนงานทมคาพารามเตอร และคาพารามเตอร ทมความเสถยรภาพมากทสด ซงคาไดในการออกแบบ คอ แผนหลง ( First Layer) มความกวางและความยาวของแผนทองแดง มคา ดงน = 24 mm และ = 0.5 mm และแผนหนา (Second Layer) มความกวางและความยาวของแผนทองแดง มคา ดงน = 26 mm และ = 2.7 mm เพอทจะไดน าผลไปสรางชนงานจรงตอไป

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49

บทท 4 การทดสอบชนงานและวเคราะหผล

4.1 กลาวน า จากการศกษาทฤษฎพนฐานในบทท 2 และบทท 3 ท าใหสามารถสรางชนงานทเสรจสมบรณ และพรอมทจะน าไปทดสอบคาพารามเตอรตางๆได แลวน ามาวเคราะหผลเปรยบเทยบกบทฤษฎ เพอบรรลวตถประสงคของโครงงาน

4.2 วสดดดกลนคลนโดยใช FSS ในการสรางวสดดดกลนคลนโดยใช FSS นนจะเรมจากการออกแบบโดยใชโปรแกรม CST เพอจ าลองผลการทดลอง ซงไดกลาวไวในบทท 3 แลว จากนนน ามาชนงานตนแบบวสดดดกลนคลนมาวดคาพารามเตอร ซงมขนาดดงรปตอไปน

รปท 4.1 วสดดดกลนคลนแผนหนาและแผนหลง

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

ตารางท4.1 คาพารามเตอรของวสดดดกลนคลนแผนหลง (First Layer)

พารามเตอร Scale (mm.) 30 30 26 0.5

ตารางท 4.2 คาพารามเตอรของวสดดดกลนคลนแผนหนา (Second Leyer)

พารามเตอร Scale (mm.) 30 30 26 2.7

รปท 4.2 ชนงานตนแบบ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51

ในการวดผลชนงานมอปกรณตางๆ ดงน 1. สายอากาศไมโครสตรป(Microstrip Antenna) ภาครบและภาคสงในยานความถ 2.4 GHz

รปท4.3 สายอากาศไมโครสตรปภาครบและภาคสงความถ 2.4 GHz สายอากาศมคณสมบตตางๆ ดงน

- Frequency range: 2.4 GHz - Impedance: 50 Ohm nominal - Gain: 6.59 dBi - Radiation: directional - Polarization: Circularly - Wave: Half Wave Dipole

และมแบบรปการแผพลงงานคลนตามรปตางๆ ดงน

รปท4.4 แบบรปการแผพลงงานของความถ 2.4 GHzรปแบบของมมกวาดและมมเงย

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

52

2. เครองวเคราะหโครงขาย (Network Analyzer)

รปท 4.5 เครองวเคราะหโครงขาย

ตวเครองวเคราะหโครงขาย - เปนเครองมอวเคราะหวงจรแบบเครอขาย ใชงานในยานความถตงแต 300kHz ถง 20GHz

หรอกวางกวา พรอมฟงกชนการวดแบบ Bias Tee

- มคาความเทยงตรงของแหลงก าเนด (Source stability) ท +5 ppm หรอดกวาและคาความ

แมนย าของ CW ท +5 ppm หรอดกวา

- มยานแบนดวธไอเอฟระบบ (System IF bandwidth range) ตงแต 10 Hz ถง 500 kHz หรอ

กวางกวา ตวเครองมระบบไดนามกเรนจ (System dynamic range) ท IF bandwidth 10Hz

เทากบ 123 dB ท 2GHz หรอดกวา และ 100 dB ทความถ 12GHz หรอดกวา

- สามารถทนตอระดบสญญาณดานเขาสงสด (Damage Input level) ของ Test port ได +35

VDC (26dBm)

- มคา Test port noise floor ทชวงความถ 2.5 GHz ถง 8 GHz มคา -130 dBm/Hz หรอนอย

กวา

- มคา Non-harmonics (Spurious) ของ Test port output ในตลอดชวงความถใชงานนอยกวา -

30 dBc

- มชองตอ Probe power ทหนาเครองเพอความสะดวกส าหรบใชงาน ไมนอยกวา๒ พอรต

- มคาความละเอยดการวดสงสดไมต ากวา ๒๐,๐๐๐ จดตอชองสญญาณวด

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

53

- สามารถกวาดสญญาณแบบ Linear, Log, segment, power หรอมากกวา

- แสดงผลการวดดวยหนาจอสแบบ TFT color LCD และขนาดความกวางหนาจอ ไมนอย

กวา ๑๐.๔ นว ชนด Touch screen และมความละเอยดหนาจอแบบ XGA ไมนอยกวา

๑๐๒๔ x ๗๖๘ และสามารถแสดงผลการวดได 16 Traces หรอดกวา

- ตวเครองสามารถใชระบบปฏบตการวนโดวส (Windows) ได ตวเครองมพอรต GPIB,

LAN, USB, Video out, keyboard, mouse, หรอมากกวา เพอการใชงานกบอปกรณ

คอมพวเตอรได

- สามารถเกบขอมลการวดในลกษณะไฟลรปภาพได และสามารถเกบเปนขอมล (Data)

แบบ Text ได

- รองรบการปรบแตงคากอนท าการวดทดสอบ (Calibration) ตวเครองไดทงแบบ

อเลกทรอนกส (Electronic) และ แบบแมคคานกส (Mechanic)

ตวเครองมพอรตส าหรบท าการวดคา ๒ พอรต และเปนขวตอแบบ 3.5mm อมพแดนซ 50 Ohms 3. หอง chamber 4. Flexible test port set (สายเครองเนตเวรคส าหรบวด2พอรต) 2 เสน

รปท 4.6 Flexible test port set

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54

5. สายโคแอคเชยลสฟาส าหรบตอสายอากาศ 2 เสน

รปท 4.7 สายโคแอคเชยล

4.3 ผลการวดทดสอบ ในหวขอนจะเรมจากการจดตงอปกรณ ตอสายอากาศไมโครสตรปกบสายโคแอคเซยลทงภาครบและภาคสงเพอน าไปตอเขากบเครอง network analysis น าวสดดดกลนคลน สายอากาศไมโครสตรปวางไวในหอง Chamberซงแสดงดงภาพท 4.8 ดงน

รปท 4.8 การจดวางอปกรณในการวดผล

สายอากาศไมโครสตรป

ภาครบ สายอากาศไมโครสตรป

ภาคสง

แผน FR-4

เครอง Networkanalyzer

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55

1. เรมจากวดทดสอบสายอากาศไมโครสตรปวาใชงานในยานความถ 2.45 GHz และ ไดหรอไมโดยการวางสายอากาศไมโครสตรปในแนวเดยวกน ใหตรงกนความสงเทากน

รปท 4.9 วางสายอากาศภาครบ-ภาคสง

รปท 4.10 ผลการวดทดสอบS21ของสายอากาศไมโครสตรป จากภาพผลการทดสอบรปท 4.9 พบวา สายอากาศไมโครสตรปใชงานไดทความถ 2.4GHz

โดยม คา S21 = -32.20 dB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

56

2. วดทดสอบคา ผานวสดดดกลนคลน โดยวางสายอากาศภาคสง – ภาครบ ไว ดงรปตอไปน

รปท 4.11 วางวสดดดกลนคลนไวระหวางสายอากาศภาครบ-ภาคสง

รปท 4.12 ผลการวดทดสอบ S21 ผานวสดดดกลนคลน

ทความถ 2.4 GHz ได คา S21 = -53.55 dB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57

3. วดทดสอบคา ผานวสดดดกลนคลนโดยวางสายอากาศภาคสง – ภาครบ ไว ดงรปตอไปน

รปท 4.13 การตดตงการวดผลวสดดดกลนคลน

รปท 4.14 ผลการวดทดสอบ S21 ดการสะทอนคลนของวสดดกลนคลน ทความถ 2.4 GHz ได คา S21 = -49.05 dB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

58

4. วดทดสอบคา S21ผานแผนโลหะ ซงแสดงดงรปตอไปน

รปท 4.15 การตดตงการวดผลผานแผนโลหะ

รปท 4.16 ผลการวดทดสอบ S21 ผานแผนโลหะ ทความถ 2.4 GHz ได คา S21 = -43.26 dB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

59

ตารางท 4.3 ผลการบนทกการสงผานคลนผานวสดตางๆ

ความถ(GHz)

คาพารามเตอร S21ทผานวสดตางๆ(dB)

ชนงานวสดดดกลนคลน

แผนโลหะ

2.4 -53.55 -43.26

4.4 การเปรยบเทยบผล จากผลการทดสอบชนงานวสดดดกลนคลนความถ2.45 GHz น ามาเปรยบเทยบกบวสดชนดตางๆ แสดงไดดงตอไปน จากผลการวดการสงผานคลนทผานตวกลางทเปนโลหะ น ามาเปรยบเทยบกบผลจากการสงผานคลนผานชนงานวสดดดกลนคลนวสดดกลนคลนสามารถดดกลนคลนได ซงมคา S21นอยมากๆคอสามารถสงผานไดนอยมาก แตเมอน าโลหะมาวดคาแทน คลนจะสะทอนกลบเมอกระทบกบแผนโลหะ สงผานไดนอยลงท าใหคา S21มคาเพมขน

4.5 สรป ในบทนไดท าการวเคราะหผลจารการเปรยบเทยบผลการวดคาพารามเตอร S21ของชนงานกระจกเลอกความถทไดออกแบบจากโปรแกรมCST MICROWAVE STUDIOซงจะเหนไดวาผลการวดทไดจากชนงานวสดดกลนคลน สามารถดดกลนคลนในยานความถ 2.45 GHz ได

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

บทท 5 บทสรปของโครงงาน

5.1 บทสรป

โครงงานวสดดดกลนคลนความถยาน 2.45 GHz มสวนประกอบหลก ดงน 1. สายอากาศไมโครสตรปความถ 2.4 GHz

2. หวคอนเนคเตอร (SMA)

3. แผน FR-4

4. ชดอปกรณในการวดคา และแบบรปการสงผานคลนของสายอากาศซงไดแก

4.1 เครอง Network Analyzer 4.2 หอง Chamber

ในการศกษาเรองวสดดดกลนคลนความถยาน 2.45 GHz และพบปญหาการรบกวนของสญญาณไรสายและสญญาณอนๆทใชความถในยาน 2.45 GHz ตามสถานทตางๆ โดยเฉพาะภายในตกอาคาร บานเรอน จงไดท าการออกแบบวสดดดกลนคลนขนมาเพอชวยลดปญหาการรบกวนของสญญาณทยานความถ 2.45 GHz ซงในการออกแบบวสดดดกลนคลนน เรมตงแตการออกแบบจากโปรแกรม CST MICROWAVE STUDIO2014 โดยน าคาพารามเตอรตางๆ จากสตรการค านวณและจากเอกสารอางองเกยวกบวสดดดกลนคลน มาใชในการออกแบบ ซงในชวงแรกของการออกแบบพบวา ผลการจ าลองแบบในครงแรกยงไมไดผลตามทตองการ จงตองท าการคอยๆ ปรบคาพารามเตอรตางๆ ของชนงาน จนไดผลการจ าลองแบบตามทตองการ จากนนท าชนงานตนแบบจรงตามทออกแบบจากโปรแกรม CST MICROWAVE STUDIO2014 และน าชนงานตนแบบไปวดทดสอบผล

จากผลการทดสอบพบวา วสดดดกลนคลนความถยาน 2.45 GHz ทออกแบบและสรางขนมานนสามารถใชงานไดตรงตามความถทไดออกแบบไว และมประสทธภาพตรงตามวตถประสงคทออกแบบมาเพอการใชงานจรง

และในบทนยงกลาวถงปญหาทพบในขณะด าเนนงาน วธการแกไข ขอเสนอแนะ และวธการพฒนาโครงงานตอไปของโครงงานวสดดดกลนคลนความถในยาน 2.45 GHz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

61

5.2 ปญหาและแนวทางในการแกไข ในการท าโครงงานวสดดดกลนคลนความถยาน 2.45GHz ปญหาทพบไดบอยๆ แสดงดง

ตารางท 5.1 ซงประกอบดวยปญหาทพบในขณะด าเนนงาน สาเหตของปญหา และวธการแกไขปญหาตารางท ตารางท 5.1 ปญหา สาเหตและวธการแกไข

ปญหาทพบในขณะด าเนนงาน สาเหตและวธการแกไข

1.การสรางชนงานจรง

สาเหต เนองจากชนงานตองใชสตกเกอรแปะลงบนแผน FR-4 เพอใหตรงตามทออกแบบ ในขณะทแปะสตกเกอรมการเบยวไปมา และขณะทลอกสตกเกอรสวนทไมตองการออก สตกเกอรอาจมหลดออกไปบางเลกนอยเพราะขนาดของชนงานมขนาดเลก และเมอน าแผน FR-4 ไปกดเอาโลหะสวนทไมตองการออกอาจมโลหะบางสวนทหลดออกไปไมหมด จงท าใหผลการวดมความคลาดเคลอน วธแกไขปญหา ขณะลอกสตกเกอรสวนทไมตองการออก ใหใชอปกรณทมขนาดเลกวามอเราอาจจะเปนเขมหรอคดเตอรในการลอกออกมา มอควรนงมากหรอควรตดขนาดแผนสตกเกอรกบแผน FR-4 ใหตรงกนพอดจะไดไมเกดการบดเบยว และขนตอนการกดแผนFR-4 ควรทงไวนานจนจะมนใจวาโลหะออกหมดและใชอปกรณทสามารถเขยาแผน FR-4 กบ น ายากดโลหะ เพราะเมอเราเขยา จะท าใหโลหะหลดออกมาไวขน

2. ในการวดคาแบบรปการแผสงผานคลนเมอมชนงานก นระหวางสายอากาศ 2 ตวเกดค ว า ม ค ล า ด เ ค ล อ น แ ล ะผดเพยน

สาเหต 1.ความไมประณตในการตดตงอปกรณ 2. ความไมแมนย าในการอานคา 3.เกดจากการรบกวนของสญญาณไรสาย ในบรเวณทท าการทดสอบ วธแกไขปญหา 1. มความประณตบรรจงในการตดตงอปกรณ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

62

2. เพมความแมนย าในการอานคามากขน 3. ในขณะทวด ควรหลกเลยงสญญาณรบกวนดงกลาว เชน ปดหอง chamber ใหแคบทสด

3. การใชงานเครองมออปกรณมจ านวนจ ากด

สาเหต ในการวดคารปแบบการสงผานของคลน จ าเปนตองใชเครองวเคราะหโครงขาย เนองจากเครองวเคราะหโครงขายมเพยงเครองเดยว และกลมโครงงานทตองใชเครองวเคราะหโครงขายมจ านวนมาก ท าใหตองรอการใชงาน และเกดความลาชาในการท าโครงงาน วธแกไขปญหา ควรมการจองใชเครองมอ หรอจดสรรเครองวเคราะหโครงขายใหเพยงพอกบการใชงาน

5.3 ขอเสนอแนะ 5.3.1 ในการออกแบบวงจรกรองความถ (filter) ดวยโปรแกรม CST MICROWAVE STUDIO มการใชงานทรพยากรของเครองสง สามารถสงเกตไดจากกราฟการท างานของหนวยประมวลผลกลางจาก task manager ของ windows ผใชงานควรใชงานโปรแกรมนกบเครองคอมพวเตอรทมสมรรถนะสง

5.3.2 ในการวดขนาด การตดและการแปะสตกเกอรนนควรท าดวยความปราณต ไมเรงรบเพอท าใหลายวงจรทไดออกมานนมความเหมอนจรงกบทออกแบบมากทสด

5.3.3 ในการจดตงอปกรณในการวดคารปแบบการสงผานคลนนน ควรตงชนงานใหระยะเทาทออกแบบมามากทสด ควรมฐานของชนงานทมนคง โดยเฉพาะสายอากาศไมโครสตรปความถ 2.4GHz ทง 2 ตวทใชงาน ควรวางใหตรงกนระยะหางอยในระยะFar field ผลการวดจะไดไมมความคลาดเคลอนมากนก 5.4 แนวทางในการพฒนาตอไป เนองจากชนงานใชเปนแผน FR-4 ซงมสเหลองออน จะดไมสวยงาม หากตองน ามาใชสรางหรอท าเปนผนงอาคาร บานเรอนหรอในสถานททไมตองการการรบกวนของคลนในยานความถ 2.4 GHz ควรออกแบบเปนกระจกธรรมดาเพอใหสวยงามมากขน ซงอาจจะน ามาพฒนาเปนกระจกกรองแสงได เพอจะชวยในการประหยดพลงงานภายในสถานทนนๆไดอกดวย

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

63

ประวตผเขยน นางสาวจรยา สทธกล เกดวนท 12 กมภาพนธ พ.ศ.2538 ภมล าเนาอยบานเลขท 136 หม 5 ต าบลโพธไทร อ าเภอพบลมงสาหาร จงหวดอบลราชธาน จบการศกษามธยมศกษาตอนตนและตอนปลายจากโรงเรยนพบลมงสาหาร ปการศกษา 2555 ปจจบนก าลงศกษาอยชนปท 4 สาขาวชาวศวกรรมโทรคมนาคม ส านกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร จงหวดนครราชสมา นางสาววณชชา ชรตน เกดวนท 6 พฤษภาคม พ.ศ.2538 ภมล าเนาอยบานเลขท 111 หม 17 ต าบลก าแมด อ าเภอกดชม จงหวดยโสธร จบการศกษามธยมศกษาตอนตนและตอนปลายจากโรงเรยนมธยมวดใหมกรงทอง ปการศกษา 2555 ปจจบนก าลงศกษาอยชนปท 4 สาขาวชาวศวกรรมโทรคมนาคม ส านกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร จงหวดนครราชสมา นางสาวศรสภค โมทยวารศร เกดวนท 16 มนาคม พ.ศ.2538 ภมล าเนาอยบานเลขท 30 หม 3 ต าบลคบว อ าเภอเมอง จงหวดราชบร จบการศกษามธยมศกษาตอนตนและตอนปลายจากโรงเรยนเบญจมราชทศราชบร ปการศกษา 2555 ปจจบนก าลงศกษาอยชนปท 4 สาขาวชาวศวกรรมโทรคมนาคม ส านกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร จงหวดนครราชสมา

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64

บรรณานกรม

MudassarAbdin, UmairRafique, Fahad Malik, ShahzaibQasim, M. Arif Khan, M. Mansoor Ahmed. (2012). A Novel Dual-Band Frequency Selective Surface Absorber. (online), Retrieved on October1,2016.Scientific&AcademicPublishing. http://article.sapub.org/10.5923.j.ijea.20120206.08.html

Miss RattanaPanyakrua. (2005 ). Wireless LAN คออะไร. (online), 2 ตลาคม 2559. งานบรการเทคโนโลยสารสนเทศ information technology service. http://www.phrae.mju.ac.th/ITS/page1.asp

Miss RattanaPanyakrua. (2005 ). มาตรฐาน IEEE,อปกรณ. (online), 2 ตลาคม 2559. งานบรการเทคโนโลยสารสนเทศ information technology service. http://www.phrae.mju.ac.th/ITS/page4.asp

เบญสรยา ปานปญญเดช. (2016). องคประกอบงานกราฟก (Element of Design). (online), 2 ตลาคม 2559. Develobment of weblog for knowledge management in public relation via website. http://www.km-web.rmutt.ac.th/?p=64

KasinPrakobwaitayakit, Mr. (Pele). (2016). บทท 11 คลนระนาบสม าเสมอ. (online), Retrieved on October 1, 2016. ภาควชาวศวกรรมไฟฟา คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเชยงให ม. http://www.ee.eng.cmu.ac.th/~kasin/Courses/252311/PDF/Chapter%20II.pdf

นาถลดา นวมนอยและวณชชา วรรณกล. (2553). กระจกเลอกความถผานยาน900MHzและ1800MHz. ปรญญานพนธการศกษามหาบณฑต. มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร. นครราชสมา : มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

นฐพงษ ชชมและอาลณ รกษตานนท. (2553). การประยกตสายอากาศจากวสดเหลอใชทความถ 2.45GHz. ปรญญานพนธการศกษามหาบณฑต. มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร. นครราชสมา: มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร

นายเสกสรร แยมพราย.(2016).สมบตของคลน.19ต.ค.2016.สวนเครองจกรกล กรมชลประทานท17. http://irrigation.rid.go.th/rid17/Myweb/machanical/commu/vorapot1.htm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

65