Design of metasurface-based antennas for contrary beam and beam steering operations

การออกแบบสายอากาศบนพื้นฐานของผิวอภิวัสดุเพื่อใช้งานลำคลื่นตรงกันข้ามกันและปรับทิศทางลำคลื่น

Name: Tanan Hongnara.

LCSH: ANTENNAS (ELECTRONICS) -- DESIGN AND CONSTRUCTION.

Abstract: In order to support the demand of the modern wireless communication systems, this dissertation presents three designs of multifunctional metasurface-based antennas with antenna beam alternation. Two-third of the antennas are for contrary beam operations and the other one is for beam steering operation. For the first proposed antenna with contrary beams, the dual-band printed dipole antenna is properly loaded with a reflective type metasurface which is formed by fractal ring resonators. The radiation results of the antenna show that the contrary beams are achieved at the lower and higher operating frequencies of antenna due to different metasurface properties. In order to fulfill the contrary beam design in the mirrored way comparing to the first antenna, the second antenna working at the same operating frequency is designed by using a transmissive type metasurface. The metasurface is designed by two layers which are composed of the fractal fishnet and the square patch resonators. From the obtained radiation results, the antenna with transmissive metasurface still impressively provides the contrary beam operations however the antenna beam directions between the lower and higher antenna operating frequencies are invertible comparing to the case of reflective metasurface. Lastly, to alter the antenna beam approaching to the lateral direction, the cooperation between a square closed ring metasurface and slot antenna under the cavity structure is further studied and developed by moving slot radiator off the center. With the movement of slot radiator to the edge of antenna, each metasurface ring as the individual resonating element is excited by the electromagnetic field with different phase delays from the slot antenna, resulting in the beam steering angles of -35 to 35 degrees.

Abstract: วิทยานิพนธ์ฉบับนี้เสนอการออกแบบสายอากาศที่ประยุกต์ใช้งานผิวอภิวัสดุแบบมัลติ ฟังก์ชั่นเพื่อการใช้ลำคลื่นที่ทิศทางตรงกันข้ามกันและลำคลื่นที่สามารถบังคับทิศทางได้ เพื่อ ตอบสนองการใช้งานระบบสื่อสารไร้สายยุคใหม่ โดยทำการออกแบบสายอากาศไดโพลที่ใช้งาน สองความถี่วางอยู่ใกล้ผิวอภิวัสดุแบบสะท้อนที่ออกแบบโดยใช้เรโซเนเตอร์วงแหวนที่มีการ ปรับปรุงโครงสร้างเรขาคณิตแฟร็กทัล ซึ่งจากแบบรูปการแผ่กระจายคลื่นพบว่าสายอากาศมีทิศทาง คลื่นที่ตรงกันข้ามกันระหว่างสองความถี่ที่ประยุกต์ใช้งานร่วมกับช่วงคุณสมบัติที่แตกต่างกันของ ผิวอภิวัสดุ และต่อมาได้นำไปทดสอบกับการออกแบบผิววัสดุแบบส่งผ่านบนโครงสร้างสายอากาศ ไดโพลสองความถี่เช่นกัน ผลปรากฏว่าผลทิศทางลำคลื่นของสายอากาศแบบส่งผ่านนั้นมี คุณลักษณะตรงข้ามกับสายอากาศที่มีการประยุกต์ใช้งานกับผิวอภิวัสดุแบบสะท้อน และอันดับ สุดท้าย เป็นการออกแบบสายอากาศที่ประยุกต์ใช้งานผิวอภิวัสดุที่มีลำคลื่นที่บังคับทิศทางได้นั้น สามารถออกแบบได้โดยการประยุกต์ใช้งานสายอากาศช่องเปิ ดกับผิวอภิวัสดุแบบสะท้อน ซึ่งมีการ ใช้เทคนิคการย้ายช่องเปิดของสายอากาศที่ยังขอบของสายอากาศ ทำให้เกิดการกระตุ้นคลื่นไปยัง ผิวอภิวัสดุมีความต่างเฟสแบบเป็ นลำดับขั้น ซึ่งส่งผลทำให้สามารถบังคับทิศทางคลื่นของ สายอากาศได้ในช่วงตั้งแต่มุมติดลบสามสิบห้าองศาไปจนถึงมุมบวกสามสิบห้าองศา (วิทยานิพนธ์มีจำนวนทั้งสิ้

King Mongkut's University of Technology North Bangkok. Central Library

Address: BANGKOK

Email: library@kmutnb.ac.th

Name: ธนันต์ หงส์นรา

Name: Prayoot Akkaraekthalin

Role: Thesis advisors.

Email : prayoot@kmutnb.ac.th

Name: Sarawuth Chaimool

Role: Thesis advisors.

Email : sarawuth@kmutnb.ac.th

Created: 2017

Modified: 2019-05-31

Issued: 2019-05-31

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Electrical Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology North Bangkok

©copyrights King Mongkut's University of Technology North Bangkok

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	B1619889x.pdf	13.73 MB	10	2021-11-13 16:35:39

ใช้เวลา

0.037752 วินาที