Disertasi ini membincangkan reka bentuk substratum pandu gelombang bersepadu jalur kembar slot antena untuk aplikasi mencari dan menyelamat. Reka bentuk antena dan cabaran teknikal seperti mereka bentuk arahan, lebar jalur sempit, gandaan yang tinggi, antena yang padat dan menjimatkan kos telah dicapai. Kebanyakan kajian mengenai reka bentuk antena untuk aplikasi SAR telah menggunakan antena mikrojalur tampalan. Selain daripada itu, prestasi antena merosot dengan ketara sebabnya kehilangan konduktor tinggi antena mikrojalur tampalan. Untuk menyelesaikan masalah ini, substratum pandu gelombang bersepadu jalur kembar slot antena dikenal pasti sebagai calon yang sesuai kerana sifat kehilangan konduktor yang kurang berbanding dengan antena mikrojalur tampalan. Dalam kajian ini, reka bentuk yang dicadangkan itu adalah substratum pandu gelombang bersepadu yang menggabungkan dua substratum pandu gelombang bersepadu yang beroperasi pada 5.8 GHz dan 8.2 GHz masing-masing. Jenis papan litar bercetak yang diguna adalah Duroid 4003 dengan pemalar dielektrik 3.38 dan ketebalan 0.813 mm. Peralatan simulasi, ANSYS High Frequency Structure Simulator (HFSS) digunakan untuk mereka bentuk, menganalisis dan menterjemahkan hasil simulasi untuk pembuatan perkakasan PCB. Antena yang direka telah diuji dengan peralatan RF untuk mengukur prestasi antena dan membandingkan dengan keputusan simulasi. Untuk satah-E corak sinaran medan jauh pada 5.8 GHz, ia mencatatkan lebar jalur kuasa setengah dan berarahan pada 50o dan 50o masing-masing. Untuk satah-H corak sinaran medan jauh di 5.8 GHz, ia menunjukkan lebar jalur kuasa setengah pada 60o dan berarahan pada 40o. Sebaliknya, untuk satah-E corak sinaran medan jauh pada 8.2 GHz, ia mencatatkan lebar jalur kuasa setengah dan berarahan pada 55o dan 0o masing-masing. Untuk satah-H corak sinaran medan jauh pada 8.2 GHz, ia menunjukkan lebar jalur kuasa setengah pada 60o dan berarahan pada 0o. Gandaan antena yang diukur pada 5.8 GHz adalah 3.76 dBi dan ia adalah lebih rendah daripada gandaan simulasi 7.02 dBi. Selain itu, gandaan antena yang diukur pada 8.2 GHz adalah 6.48 dBi dan ia adalah lebih rendah daripada gandaan simulasi 8.43 dBi. Kedua-dua frekuensi salunan, 5.8 GHz dan 8.2 GHz, telah beralih kepada frekuensi yang lebih rendah kepada 5.5 GHz dan 7.8 GHz masing-masing kerana toleransi dalam proses pembuatan PCB. Oleh itu, jalur lebar yang diukur adalah 96.7 MHz dan 189.1 MHz masing-masing bagi kedua-dua 5.5 GHz dan 7.8 GHz. Kesimpulannya, antena yang direka memenuhi syarat-syarat untuk penggunaan SAR.
_______________________________________________________________________________________________________
This dissertation discussed the design of substrate integrated waveguide (SIW) dualband slot array antenna for search and rescue (SAR) applications. The antenna design and technical challenges such as designing a directive, narrow beamwidth, high gain, compact and cost-efficient antenna had been achieved. Most of the researches on the antenna designs for SAR applications were using microstrip patch antenna. Other than that, the performance of the antenna deteriorated significantly due to high conductor loss of the microstrip patch antenna. Therefore, SIW was identified as a candidate to overcome the conductor loss. In this research, the proposed design was a three-slot SIW which combined two SIWs, operating at 5.8 GHz and 8.2 GHz respectively, with a tapered SIW. Printed Circuit board (PCB), Duroid 4003, was used in this research which exhibits dielectric constant of 3.38 and thickness of 0.813 mm. A simulation tool called ANSYS High Frequency Structural Simulator (HFSS) was used to design, analyze and translate simulated output results and design to PCB hardware fabrication. The fabricated antenna was tested with RF equipment to measure the antenna performance parameters and compare with simulated results. For E-plane far-field radiation pattern at 5.8 GHz, it recorded half-power beamwidth (HPBW) and directivity of 50o and 50o respectively. For H-plane far-field radiation pattern at 5.8 GHz, it showed HPBW of 60o and directivity of 0o. On the other hand, for E-plane far-field radiation pattern at 8.2 GHz, it recorded HPBW and directivity of 55o and 0o respectively. For H-plane far-field radiation pattern at 8.2 GHz, it showed HPBW of 60o and directivity of 0o. Measured gain of the antenna at 5.8 GHz was 3.76 dBi and it was lower than simulated gain of 7.02 dBi. Moreover, measured gain of the antenna at 8.2 GHz was 6.48 dBi and it was also lower than simulated gain of 8.43 dBi. Both resonant frequencies, 5.8 GHz and 8.2 GHz, had shifted to lower frequency to 5.5 GHz and 7.8 GHz respectively due to the tolerance in PCB manufacturing process. Therefore, the measured bandwidth was 96.7 MHz and 189.1 MHz for at 5.5 GHz and 7.8 GHz respectively. In conclusion, the fabricated antenna meets the requirements to be applied for SAR.
Characterizing dualband siw slot antenna for solution in (Search And Rescue) SAR implementation / Khuan Chuen Heong