臺灣博碩士論文加值系統

本論文採用玻璃纖維(FR4)材質，利用IE3D電磁模擬軟體，設計出多頻段平面天線，包含可應用於2450MHz、3500MHz及5800MHz之偶極平面天線及應用於900MHz、1800MHz及2450MHz之偶極平面天線。本論文亦利用饋入網路設計高增益之5800MHz陣列天線。
本論文為改變L1、L2及S尺寸參數，觀察改變尺寸參數對天線特性的影響，經由改變模擬分別得到較佳參數直L1=16mm、L2=23mm及S=2mm，製作出包含GSM、WLAN、Blue tooth及WiMAX頻段之偶極平面天線。論文中亦模擬出較佳參數值L1=43mm、L2=23mm及S=2mm，製作出包含GSM及WLAN頻段之偶極平面天線。選擇雙面單邊偶極平面天線架構，加入饋入網路，由1單元擴充至4單元陣列天線及8單元陣列天線，製作出在5800MHz可達12dBi以上之高增益陣列天線。
本論文設計之對稱手臂式偶極天線，可經由改變手臂尺寸設計多頻段應用之天線，並利用饋入網路，設計陣列天線以提高操作頻率之最大增益。經由不同尺寸的設計，天線可應用於GSM、WLAN、Bluetooth及WiMAX等頻段。

關鍵詞:對稱手臂、平面偶極天線、GSM、WLAN。

In this thesis, low-profile planar triple symmetric arms dipole antenna is proposed for wireless communication applications. Three symmetric arms are etched on the metallic layer of a single sided printed circuit board to form the planar dipole antenna. The size parameters of symmetric arms are changed to design and fabricate the antennas which can be operated at 2450/3500/5800 MHz and 900/1800/2450 successfully. We use IE3D software to design antenna and choose the better parameters to manufacture the proposed antenna. The influences of dimension parameter of the proposed antenna on the resonant frequency and impedance bandwidth are described.
The peak gains of the fabricated antenna are 2.8dBi, 3.5dBi and 6.45dBi at 2450MHz, 3500MHz and 5800MHz, respectively. It can be used in wireless local area network frequency bands. The peak gains of the other fabricated antenna are 4.96dBi, 3.58dBi and 4.68dBi at 900MHz, 1800MHz and 2450MHz, respectively. It can be used in GSM 900/1800MHz and RFID 900/2450MHz frequency bands.
In this study, a planar dipole array antenna is also designed and fabricated to obtain the high gain antenna. Radiated patches are etched on the metallic layer of a double-sided printed circuit board (FR4) to form the array antenna. The triple symmetric arm is designed on both side of the print circuit board to form the basic dipole element. Better parameters are selected to manufacture the proposed array antenna. The fabricated 24-element planar dipole array antenna can be operated at 5.8 GHz successfully. From the measured results, the peak gain of the fabricated array antenna is 12.7dBi at 5.8GHz. This high gain planar dipole array antenna can be used in 5.8GHz RFID frequency band.

Keyword: symmetric arm、planar dipole antenna、GSM、WLAN。

摘 要 I
ABSTRACT II
誌 謝 IV
表目錄 VII
圖目錄 IX
第一章 序論 1
1.1 研究動機 1
1.2 內容提要 3
第二章 天線理論及特性 4
2.1 偶極天線介紹 4
2.1.1 半波長極天線 5
2.1.2 寬頻偶極天線 10
2.2 天線基本參數 11
2.2.1 S參數 11
2.2.2 反射損失 13
2.2.3 電壓駐波比 14
2.2.4 共振頻率 15
2.2.5 天線極化 15
2.2.6 天線增益 16
第三章 2450MHZ/3500MHZ/5800MHZ平面偶極天線設計與分析 17
3.1 2450MHZ/3500MHZ/5800MHZ平面偶極天線模擬分析 17
3.1.1 設計應用於2450MHz、3500MHz及5800MHz頻段之偶極天線 17
3.1.2 三頻平面偶極天線模擬輻射場型 23
3.2 天線實測結果與分析 25
3.2.1 三頻天線實測輻射場形圖 31
3.3 本章結論 35
第四章 900MHz/1800MHz/2450MHz平面偶極天線設計與分析 36
4.1 900MHz/1800MHz/2450MHz平面偶極天線模擬分析 36
4.1.1 設計應用於900MHz、1800MHz及2450MHz頻段之偶極天線 36
4.1.2 三頻平面偶極天線模擬輻射場型 42
4.2 天線實測結果與分析 45
4.2.1 三頻天線實測輻射場形圖 51
4.3 本章結論 55
第五章 5800MHz陣列天線設計與分析 56
5.1 5800MHz陣列天線模擬與分析 56
5.1.1 1單元、4單元及8單元陣列模擬增益 63
5.2 1單元天線、4單元及8單陣列天線實測結果與分析 65
5.2.1 1單元天線、4單元及8單元陣列實測增益 68
5.3 本章結論 72
第六章 結論 73
參考文獻 74

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