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研究生:林師銓
研究生(外文):Lawrence Lin
論文名稱:共平面波導饋入開槽式負載雙頻微帶天線之設計
論文名稱(外文):Design of CPW-Fed Slot-Loaded Dual-Band Microstrip Antenna
指導教授:陳凰美
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:電子工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:88
中文關鍵詞:微帶天線共平面波導雙頻
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本篇論文的研究主題是利用共平面波導饋入的形式,設計一開槽負載性的雙頻微帶天線。其方法是利用平板微帶天線上的開槽改變模態或改變共振時平板微帶天線上的電流分佈,來產生第二個共振頻率。文中利用共振腔模型計算微帶天線的共振頻率,並探討各項天線的參數和開槽的尺寸對兩操作頻率的輻射特性和阻抗匹配的影響。最後我們設計一由共平面波導饋入操作在2.4G Hz的單頻微帶天線和一由共平面波導饋入操作在2.4G Hz和2.9G Hz的雙頻微帶天線。除了使用全波分析軟體模擬外,並將電路實作且量測,驗證量測結果之反射係數與輻射場型均符合理論與模擬的結果。

This thesis presents the design of a slot-loaded microstrip antenna fed by a coplanar waveguide which provides dual-frequency operation by means of two narrow slots close to the patch edges. The two narrow slots strongly modify the current distribution of a patch antenna at the resonance. We investigated polarization planes、radiation properties and the effect of slot size, of the two operating frequencies, and use cavity model to calculate operating frequencies. Finally, we implemented a 2.4G Hz microstrip antenna fed by a coplanar waveguide and a slot-loaded dual-frequency microstrip antenna fed by a coplanar waveguide at 2.4G Hz and 2.9G Hz. The characteristics of simulation and the measured results of return loss and radiation pattern are consist with the results from theory and simulation.

中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
誌謝 Ⅲ
圖表索引 Ⅵ
目錄 Ⅷ
第一章、簡介 1
1.1研究動機 1
1.2微帶天線簡介 2
1.3雙頻微帶天線簡介 3
1.4微帶天線之饋入方式 5
1.5微帶天線之分析方法 9
1.6設計目標 11
第二章、理論分析 12
2.1微帶天線理論 12
2.1.1平板天線的共振頻率 12
2.1.2平板天線饋入位置的影響 17
2.1.3平板天線的邊緣效應 20
2.1.4平板天線的遠場輻射場型 23
2.1.5平板天線的輸入阻抗 26
2.2共平面波導結構 27
2.2.1共平面波導開路結構 28
2.2.2共平面波導短路結構 30
2.3共平面波導饋入之雙頻微帶天線結構 31
2.3.1開槽式反應性負載之雙頻天線 31
2.3.2共平面波導饋入結構 34
2.4共平面波導饋入法的數值分析 35
第三章、設計過程 36
3.1共平面波導傳輸線之特徵阻抗 36
3.2天線參數的探討 39
3.2.1上層金屬板長度Lp之探討 40
3.2.2上層金屬板寬度Wp之探 42
3.2.3下層開槽長度Ls之探討 43
3.2.4下層開槽寬度Os之探討 45
3.2.5上層金屬和下層開槽位移中心點Xp與Yp之探討 46
3.3開槽負載反應性雙頻天線的參數探討 51
3.3.1開槽的長度w之探討 52
3.3.2開槽的寬度d之探討 54
3.3.3開槽和Lp邊的距離s之探討 55
第四章、理論與實驗結果 58
4.1實驗材料與實驗步驟 58
4.2單頻天線之模擬與量測結果的比較 61
4.3開槽負載反應性雙頻天線之模擬與量測結果的比較 66
4.4考慮蝕刻後電路的誤差來修正模擬 75
4.4.1單頻天線之模擬與量測結果的比較 75
4.4.2開槽負載反應性雙頻天線之模擬與量測結果的比較 78
4.5開槽負載式雙頻微帶天線特性的探討 80
第五章、結論 82
附錄一 83
附錄二 84
參考文獻 86

[1] A. Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design, 2nd ed., John Wiley & Sons, Inc., 1997. Chapter 14.
[2] I. J. Bahl and P. S. Bhartia, Microstrip Antennas, Artech House, Dedham, MA, USA, 1980. Chapter 1 - 2.
[3] K. R. Carver and J. W. Mink, “Microstrip antenna technology”, IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-29, pp.2-24 Jan. 1981.
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[5] J. W. Howell, “Microstrip antennas”, IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-23,no. 1, pp. 90-93, January 1975.
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[7] M.Deepukumar, J. George, C. K. Anandan, P. Mohanan, and K. G. Nair, “Broadband dual frequency microstrip antenna”, Electronic Letters, vol. 32, no.17, pp. 1531-1532, August 1995.

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