Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การออกแบบสายอากาศยากิ-อุดะสำหรับการควบคุมการจราจรทางอากาศ

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

A design of the Yagi-Uda antenna for air traffic control purposes

Year (A.D.)

1999

Document Type

Thesis

First Advisor

ฉัตรชัย ไวยาพัฒนกร

Faculty/College

Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมไฟฟ้า

DOI

10.58837/CHULA.THE.1999.1288

Abstract

สายอากาศสื่อสารก็เป็นอุปกรณ์สำคัญมากสำหรับการควบคุมการจราจรทางอากาศ ย่านความถี่ที่ใช้งานในด้านการเดินอากาศอยู่ในช่วง 118-137 MHz. เนื่องจากย่านความถี่ที่ใช้งานและความต้องการแบบรูปการแผ่พลังงานของสายอากาศที่ครอบคลุมพื้นที่ควบคุมเป็นตัวกำหนด จึงให้เลือกสายอากาศยากิ-อุดะ สำหรับงานวิจัยนี้ แบบรูปการณ์แผ่พลังงานของสายอากาศของแต่ละสถานีต้องเหมาะสมกับพื้นที่การควบคุม โดยแบบรูปการแผ่พลังงานของสายอากาศจะถูกกำหนดจากลักษณะทางภูมิศาสตร์และเส้นทางการบินในเขต ควบคุมพื้นที่ ขั้นเริ่มต้นของการออกแบบสายอากาศจะประมาณค่าปัจจัยของสายอากาศเริ่มต้น แต้ววิเคราะห์ ด้วยระเบียบวิธีโมเมนต์ ผลของแบบรูปการแผ่พลังงานของสายอากาศที่ได้จากการวิเคราะห์ถูกเปรียบเทียบ กับแบบรูปการแผ่พลังงานของสายอากาศที่กำหนดจากพื้นที่ควบคุม ถ้าหากว่าผลที่ไต้ไม่เหมาะสมก็จะเปลี่ยน ค่าปัจจัยต่าง ๆ เช่น ความยาว ระยะห่าง และจำนวนขององค์ประกอบแล้ววิเคราะห์ใหม่จนกระทั่งได้แบบรูป การแผ่พลังงานที่ต้องการจะเห็นได้วิธีการนี้เป็นวิธีที่ง่ายและสะดวกที่สุดในการออกแบบ สำหรับการวิเคราะห์ ในงานวิจัยนี้ใช้ระเบียบวิธีโมเมนต์แบบจับจุดคู่ ให้กระจายกระแสบนองค์ประกอบทุกตัวเป็นฟังก์ชันฐานแบบ entire domain และใช้ dirac delta เป็นฟังก์ชันทดสอบ สำหรับวัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้ก็เพื่อพัฒนาและปรับปรุงสายอากาศที่ใช้ในการควบคุมการจราจร ทางอากาศ ระหว่างสถานีภาคพื้นดินและอากาศยาน ซึ่งจะทำให้ลดการสูญเสียกำลังส่งในส่วนที่ไม่ได้ควบคุม และลดปัญหาการแทรกสอดช่องสัญญาณร่วม (co-channel interference) ภายในพื้นที่การควบคุมเดียวกัน ผลการวัดแบบรูปการแผ่พลังงานของสายอากาศในระยะสนามไกลไต้ถูกเปรียบเทียบกับการออกแบบ ปรากฎว่ามีความแตกต่างกันเล็กน้อย โดยลำคลื่นหลักที่ได้จากการวัดจะมีขนาดเล็กกว่าการออกแบบ เมื่อนำ ผลของแบบรูปการแผ่พลังงานที่ได้จากการวัดเปรียบเทียบกับแบบรูปการแผ่พลังงานที่กำหนดของพื้นที่จริง ปรากฎว่ามีความแตกต่างกันเล็กน้อยแต่สามารถยอมรับได้ เพราะสามารถครอบคลุมเต้นทางการบินตลอด พื้นที่การควบคุม

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Air/ground communication antennas for air traffic control are an important element apart from the human element. The frequency band for aeronautical navigation are assigned in the frequency range 118-137 MHz. The frequency of operation and the coverage area dictate the choice of the antenna type to be the yagi-uda. The radiation pattern of the anatenna must suitably cover the control area. The simple desired coverage pattern of the antennas are defined from the geographical coverage and airway routes in the control area. The first step is to obtain, by approximate design, a set of parameters of the desired antenna, and then analyse with the moment method by using the entire-domain basis functin for current distribution on all elements and the dirac delta function as the weighting function. Results are compared with the desired pattern. If the obtain pattern is not satisfactory alteration of parameters such as the element length, element spacing and number of elements is effected until the best pattern is achieved. The objective of this research is to develop new antenna that can be used in air traffic control between the aircraft and the ground station, which reduce power loss in non-contol area and co-channel interference of radio air/ground station. The measured far field radiation patterns are compared with the designed radiation patterns. There are discrepancies in the mainbeam. The measured ones are smaller than the designed. When use the measured pattern are placed on the control area there are some discrepencies but acceptatle, because it can cover the airway route in the control area.

Link to Full Text

Share

COinS