รายงานการผลการวิจัยฉบับสมบูรณ์เรื่องการพัฒนาวงจรขยายสัญญาณความถีวิทยุในประเทศไทย เพือการใช้งานในอุตสาหกรรมโทรคมนาคม

Development of radio frequency amplifier circuits in Thailand for telecommunication applications

การพัฒนาวงจรขยายสัญญาณความถีวิทยุในประเทศไทย เพือการใช้งานในอุตสาหกรรมโทรคมนาคม.

Name: สุรเมธ เฉลิมวิสุตม์กุล

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ.

keyword: วงจรขยายสัญญาณความถีวิทยุ.

Classification :.DDC: TK7874.78

; งานวิจัยบุคลากร

Noted: งานวิจัยนี้ได้รับทุนสนับสนุนนักวิจัยรุ่นใหม่จากสำนักวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ ประจำปี พ.ศ. 2552.

Abstract: ในปัจจุบัน เทคโนโลยีโทรคมนาคมไร้สายได้เข้ามามีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวันของคนทัว3 โลก และ มีแนวโน้มท3ีชัดเจนว่าเทคโนโลยีโทรคมนาคมจะหลอมรวมกับเทคโนโลยีสารสนเทศมากยิ3งๆขึ6นไปในอนาคต ส่งผลให้ผู้ใช้บริการสามารถเข้าสู่ข้อมูลและส3ือประเภทต่างๆได้ในทุกสถานท3ีในแง่ของเทคโนโลยี การส่งถ่าย ข้อมูลประเภทบรอดแบนด์ เช่นการใช้อินเตอร์เน็ต การส่งข้อมูล เสียง ภาพ และวิดีโอ ผ่านอุปกรณ์สื3อสาร เคล3ือนท3ี ย่อมต้องการอัตราการส่งถ่ายข้อมูล (Data Transfer Rate) ท3ีสูงขึ6นมาก ดังนั6น เทคโนโลยีของระบบการ สื3อสารเคลื3อนที3 (Mobile) และไร้สาย (Wireless) จึงจำเป็นจะต้องได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื3องเพื3อรองรับอัตรา การส่งถ่ายข้อมูลท3ีสูงขึ6นนี6ระบบ ส3ือสารไร้สายมาตรฐานใหม่ท3ีกำลังจะขอใบอนุญาตเปิดให้บริการในประเทศ อันได้แก่ 3G WCDMA และ WiMAX จะมีอัตราส่งถ่ายข้อมูลท3ีสูงขึ6นอย่างชัดเจนเม3ือเทียบกับมาตรฐาน GSM ท3ีใช้ แพร่หลายอยู่ในปัจจุบันอย่างไรก็ตามมาตรฐานที3มีอัตราการส่งถ่ายข้อมูลสูงจำเป็นจะต้องใช้สัญญาณที3มีความ ซับซ้อนมากขึ6น และใช้การมอดูเลทสัญญาณแบบ Non constant envelope ซึ3งนับเป็นความท้าทายอย่างสูงของวิศวกร ผู้ออกแบบอุปกรณ์ในระบบโทรคมนาคมท3ีทันสมัยส่วนสำคัญท3ีสุดส่วนหนึ3งของระบบโทรคมนาคมไร้สาย ได้แก่ วงจรขยายสัญญาณความถี3วิทยุ (RF Power Amplifiers) เนื3องจากเป็นส่วนที3มีผลกระทบโดยตรงต่อ ประสิทธิภาพของภาครับส่งสัญญาณ หากวงจรขยายสัญญาณมีประสิทธิภาพสูง ประสิทธิภาพของระบบรับส่ง สัญญาณจะเพิ3มขึ6นอย่างเห็นได้ชัด วงจรขยายสัญญาณความถ3ีวิทยุเพ3ือการใช้งานโทรคมนาคมไร้สายเป็นวงจร ประเภทแอคทีฟที3มีความซับซ้อน เนื3องจากผู้ออกแบบจะต้องคำนึงถึงคุณสมบัติหลายๆอย่างพร้อมๆกัน ได้แก่ กำลังขยาย (Power Gain) ความเป็นเชิงเส้น (Linearity) สัญญาณรบกวน (Noise) ประสิทธิภาพในการขยายสัญญาณ (Efficiency) และความเสถียร (Stability) ตลอดทั6งผู้ออกแบบจะต้องมีความรู้ความเข้าใจทางเทคนิคในหลายเร3ือง ได้แก่ การหาคุณสมบัติและสร้างแบบจำลองอุปกรณ์ (Device characterization and modeling) การออกแบบวงจรโดย ใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ รวมทั6งเทคนิคการวัดสัญญาณความถ3ีสูง ในปัจจุบัน ประเทศไทยยังขาดแคลน บุคคลากรที3มีความรู้ความสามารถในด้านการออกแบบวงวงจรขยายสัญญาณความถี3วิทยุ ทำให้อุตสาหกรรม โทรคมนาคมไทยต้องพึ3งพาเทคโนโลยีจากต่างประเทศเกือบทั6งหมด เป็นผลให้ต้นทุนในการให้บริการ โทรคมนาคมในประเทศสูงกว่าท3ีควรจะเป็นในโครงการวิจัยนี6 ผู้วิจัยจะทดลองออกแบบและสร้างต้นแบบ วงจรขยายสัญญาณความถ3ีวิทยุสำหรับการใช้งานโทรคมนาคม ชนิด Class AB ซึ3งใช้อย่างแพร่หลายในสถานีฐาน (Base station) และอุปกรณ์ทวนสัญญาณ (Repeater) ของระบบสื3อสารไร้สาย ในช่วงความถี3 200-900 หรือ 1800-2450 เมกกะเฮิรทซ์ และมีกำลังสัญญาณขาออกประมาณ 2-5 วัตต์ โดยใช้ทรานซิสเตอร์แบบ LDMOS FET หรือ HFET ซึ3ง หากทำได้ตามเป้าหมาย วงจรต้นแบบที3ได้จะเป็นวงจรขยายสัญญาณความถี3วิทยุกำลังสูงวงจรแรก ที3ออกแบบ และสร้างโดยคณะนักวิจัยไทยของมหาวิทยาลัยในประเทศไทย อันจะเป็นจุดเริ3มต้นของการก่อตั6งศูนย์วิจัยท3ีมี ความเช3ียวชาญในด้านวงจรความถ3ีวิทยุแบบแอคทีฟขึ6นเป็นแห่งแรกในประเทศ

Abstract: Nowadays, wireless communications are playing an important role in everyday’s life of the people everywhere around the world. Due to the emerging convergence of information and communications technologies, the customers of the telecommunication service providers are able to access to various information and media everywhere. From the technological point of view, broadband data transfer e.g. transfer of internet, sound and video contents via mobile communication systems requires higher data transfer rate. So, mobile and wireless communication technologies are required to be constantly improved in order to cope with the higher data rate. New standards of wireless communications to be licensed for services in Thailand are 3G WCDMA and WiMAX which offer significantly higher data rate compared to the yet widespread GSM. However, standards with higher data rates use complex signals with non constant signal envelope modulation which leads to challenges for design engineers of communication systems. One of the most important parts of wireless communication systems is RF power amplifiers. The performance of power amplifiers has a significant influence on the entire system performance. In case that the amplifier performance increases, then, the entire system performance increases also significantly. RF power amplifiers are complex active circuits. During the design process, several aspects including power gain, linearity, noise, efficiency and stability must be taken into account. Moreover the design process requires know-how in several areas including device characterization and modeling; computer aided circuit design as well as RF measurement techniques. Currently, Thailand is still in a lack of human resource with the expertise in this research field. As a consequence, Thai communication industry is dependent on foreign technologies to a large extent which leads to an unnecessarily high investment costs of communication services. In this project, the researchers will design and prototype a class AB RF power amplifier for wireless communications which is widely used in wireless communication base stations and repeaters. The frequency range is between 200 and 900 or 1800 and 2450 MHz. The RF output power is 2-5 Watt. The power devices of the amplifier prototype are LDMOS FETs or HFET. In case of success, the prototype would be the first of its kind built in Thailand by Thai researchers in a Thai university. Such achievement would be an important step for the first excellent center for RF active circuits in Thailand.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: library@kmutnb.ac.th

Name: สำนักวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

Role: ผู้ให้ทุน

Created: 2553

Modified: 2556-01-17

Issued: 2556-01-17

งานวิจัย/Research report

application/pdf

CallNumber: E-RESEARCH

tha

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	B15590811.pdf	6.51 MB	29	2024-06-02 13:01:34

ใช้เวลา

0.033991 วินาที