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研究生:周晟
研究生(外文):Cheng Chou
論文名稱:應用於Wi-Fi及量測系統之波導天線結構設計
論文名稱(外文):Waveguide Based Antenna Structures for Wi-Fi and Measurement System Applications
指導教授:周錫增
指導教授(外文):Hsi-Tseng Chou
口試委員:許恆通段世中
口試委員(外文):Heng-Tung HsuShih-Chung Tuan
口試日期:2014-06-19
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:通訊工程學系
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:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:99
中文關鍵詞:波導天線號角天線
外文關鍵詞:Wi-FiCompact Range
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本論文之研究主要分為兩部分,其一為設計應用於2.4GHz可產生兩種相互正交極化方向的矩形截面波導天線並實際製作且觀測其特性;其二為用於微、毫米波(microwave and millimeter wave)頻段,或高增益反射碟面(high-gain reflector)這類所需遠場距離較大的天線的縮距式量測系統之饋入元件的模擬及量測驗證。
隨著行動通訊設備的發展,對於Wi-Fi存取點(Hotspot)的需求日益增加,目前市售AP(Access Point)通常使用多支天線來達到MIMO(Multiple In Multiple Out)的效果。此研究提出一種新型的波導結構天線,在內部連通的十字管內激發兩個相互正交的極化方向,產生兩個不互相干擾的通訊頻道,達成使用單一天線的MIMO效果,並且兩個正交線極化的特性,可滿足接收所有極化方式的訊號。
為了準確得到一天線之輻射特性,在量測時我們通常希望此天線為受到一平面波入射,以往所採用的方式為將待測天線放置在量測天線的遠場範圍來近似待測天線所接收到的為平面波。縮距式天線量測系統使用一碟型反射天線搭配一組饋入號角天線,可在2.5GHz~40GHz頻段內皆得到良好的平面波輻射特性。
The research in this thesis is separated into two parts: design of dual polarization waveguide antenna for Wi-Fi application; and simulation and measurement of horn antennas used for compact antenna test range(CATR).
With the development of mobile devices, the need for Wi-Fi hotspots is increasing. Conventional AP uses two or three antennas to achieve MIMO. This research propose a novel waveguide antenna that excite two orthogonal polarizations in a cross-shaped waveguide that can not only provide two communication channels via a single antenna, but can also receive all types of polarization signal.
In order to characterize an antenna accurately, we usaually need the incident wave to be a plane wave, in the conventional method we place the AUT(Antenna Under Test) in the far-field range of the source antenna. Compact antenna test range uses a reflector antenna with a set of feed horn antennas to collimate the incident wave into plane wave.
書 名 頁
論文授權書
論文口試委員審定書
摘 要 I
ABSTRACT II
誌 謝 III
目 錄 IV
圖 目 錄 VI
表 目 錄 X
第一章 序論 1
1.1 研究動機 1
1.2 目前應用 5
1.3 章節概述 9
第二章 理論原理 10
2.1 天線參數 10
2.2 波導結構 21
2.2.1 波導結構簡介 21
2.2.2波導理論分析 23
2.3 號角天線 31
2.3.1 號角天線簡介 31
2.3.2 圓錐型式號角天線(Conical Horn) 33
2.3.3 瓦楞狀型式號角天線(Corrugated Horn) 35
2.4 縮距式天線量測系統(Compact Range) 37
2.4.1 縮距式天線量測系統簡介 37
2.4.2 饋入天線 38
2.4.3 反射碟面 39
第三章 應用於Wi-Fi之雙極化波導結構天線設計 40
3.1設計流程 40
3.2 模擬分析 42
3.3 實作量測與模擬結果比較 59
第四章 使用於Compact Range之饋入號角天線 模擬與量測 68
4.1 結構原理 69
4.2 模擬驗證 73
4.3 實作量測 84
第五章 結論 96
參考文獻 97
附錄一 矩形截面波導內徑標準尺寸 99
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[12] 陳劭宜,「應用基因演算法最佳化波導管功率分配器與號角天線設計」,私立元智大學,碩士論文,民國96年。
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