ย่านทดสอบสายอากาศชนิดสนามใกล้เชิงระนาบ

Abstract

การทดสอบสายอากาศในย่านทดสอบชนิดสนามใกล้เชิงระนาบเป็นวิธีการที่นิยมใช้กันวิธีหนึ่ง เนื่องจากจุดเด่นประการสำคัญคือสามารถทำการวัดและทดสอบสายอากาศที่มีขนาดทางไฟฟ้าใหญ่ ซึ่งไม่สะดวกหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะวัดในย่านสนามไกลเนื่องจากระยะสนามไกลมีค่ามากเช่น สายอากาศอาร์เรย์ซึ่งมีจำนวนอิลิเมนต์มาก และสายอากาศแบบจานสะท้อนคลื่น ในย่านทดสอบชนิดสนามใกล้เชิงระนาบนั้นมีปัจจัยหลายประการที่ต้องคำนึงถึง ได้แก่ระยะห่างที่เหมาะสมระหว่างระนาบช่องเปิดและระนาบการกวาดวัดเพื่อที่จะสามารถละเลยผลกระทบจากคลื่นที่จางหายไป แบบรูปการแผ่พลังงานย่านสนามไกลของหัววัดที่ใช้ในการกวาดวัดเพื่อนำไปใช้ในการชดเชยผลจากหัววัด และผลกระทบจากความคลาดเคลื่อนทางตำแหน่งของหัววัด เพื่อให้สามารถคำนวณแบบรูปการแผ่พลังงานย่านสนามไกลได้อย่างถูกต้อง งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาผลกระทบของคลื่นที่จางหายไปซึ่งมีต่อสมรรถนะของย่านทดสอบสายอากาศชนิดสนามใกล้เชิงระนาบ รวมทั้งระยะห่างที่เหมาะสมของระนาบการกวาดวัดจากระนาบช่องเปิดของสายอากาศทดสอบ ศึกษาผลกระทบเนื่องจากความไม่เป็นอุดมคติของหัววัดและการชดเชย และศึกษาผลกระทบของความคลาดเคลื่อนเชิงตำแหน่งของหัววัดในการกวาดวัดค่าจากผลการวิจัยโดยการคำนวณจำลองสถานการณ์พบว่าในกรณีที่ใช้ระยะการชักตัวอย่างบนระนาบการกวาดวัดเป็นครึ่งความยาวคลื่นหรือน้อยกว่านั้น ผลกระทบจากคลื่นที่จางหายไปต่อแบบรูปการแผ่พลังงานย่านสนามไกลมีไม่มากนักเมื่อระยะห่างของระนาบการกวาดวัดจากระนาบช่องเปิดเป็นหนึ่งความยาวคลื่น ส่วนผลกระทบของความไม่เป็นอุดมคติของหัววัดต่อแบบรูปการแผ่พลังงานย่านสนามไกลนั้น มีน้อยสำหรับช่วงค่า θ ไม่ใหญ่สาเหตุหนึ่งเนื่องจากในกรณีนี้หัววัดที่ใช้เป็นท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยมปลายเปิดซึ่งมีแบบรูปการแผ่พลังงานย่านสนามไกลใกล้เคียงไอโซโทรปิกในช่วงที่ θ มีค่าไม่มาก ส่วนผลกระทบจากความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งหัววัดในแนวที่อยู่บนระนาบการกวาดวัดจะมีต่อพูข้างที่อยู่ห่างออกไป แต่ผลกระทบจากคลาดเคลื่อนในแนวแกนจะมีมากกว่าเมื่อใช้ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของระยะผิดพลาดเท่ากัน สำหรับผลการทดลองนั้นแบบรูปการแผ่พลังงานย่านสนามไกลในระนาบสนามไฟฟ้าและระนาบสนามแม่เหล็กที่คำนวณได้จากข้อมูลค่าสนามไฟฟ้าที่กวาดวัดได้บนระนาบการกวาดวัด เหมือนกับแบบรูปการแผ่พลังงานย่านสนามไกล ที่คำนวณได้จากทฤษฎีเลี้ยวเบนเชิงเรขาคณิตเฉพาะบริเวณพูคลื่นหลักเท่านั้นเนื่องมาจากผลกระทบของสภาพแวดล้อมรวมทั้งโครงของตัวกวาดวัดซึ่งเป็นโลหะ